Wetenschap - 23 november 2016

Hoe haal je fosfaat uit afvalwater?

tekst:
Didi de Vries

Materialen die fosfaat uit afvalwater halen. Daar gaat Louis de Smet zich de komende vijf jaar mee bezighouden. Hij werd onlangs aangesteld als universitair hoofddocent bij het Laboratorium voor Organische chemie.

Foto: Herman Kempers

Deze maand start het onderzoeksprogramma waarvoor De Smet een prestigieuze Europese beurs ontving; een ERC Consolidator Grant. Daarin staat fosfaat centraal. Het is een belangrijk nutriënt voor o.a. de landbouw. ‘Er zijn maar een paar plekken op de wereld waar fosfaatmijnen te vinden zijn en die reserves zijn eindig’, zegt De Smet.

Vernieuwend aan de methode van De Smet is dat het selectief nutriënten scheidt van andere. Hij gebruikt hiervoor speciaal ontworpen polymeren die sommige nutriënten doorlaten en anderen niet. Huidige manieren om fosfaat te herwinnen zijn vooral gericht op het neerslaan van fosfaat uit afvalwater door toevoeging van chemicaliën. Door de chemicaliën en onzuivere samenstelling is die neerslag niet altijd voor landbouw geschikt.

Grijparmen
De Smet voorziet polymeren van receptoren die de specifieke herkenning mogelijk maken. ‘Zie het als een soort grijparmen. Als je de vorm van de grijparmen passend maakt voor een specifiek ion, kan je de ionen door binding uit afvalwater halen.’

Daartoe brengt De Smet de polymeren als een ultradunne laag aan op een poreuze electrode. Door een positief en negatief geladen elektrode in afvalwater te plaatsen binden positief geladen ionen zich aan de negatieve elektrode en de negatieve ionen aan de positieve elektrode. ‘De grijparmen zorgen ervoor dat alleen het gewenste ion aan de elektrode bindt. Vervolgens haal je de elektroden met gebonden ionen uit het afvalwater en doe je ze in schoon water. Keer je het spanningsveld om, dan stoten de elektroden de ionen af en krijg je een oplossing met alleen de nutriënten die je wilt hebben.’

Fosfaat is het meest complexe ion dat we in het programma willen herwinnen uit afvalwater.

Maar zover is het nog niet. De Smet onderzoekt de polymeren komende jaren vanuit het laboratorium. ‘Fosfaat is het meest complexe ion dat we in het programma willen herwinnen uit afvalwater. We beginnen met relatief eenvoudige ionen, zoals natrium en kalium. Van daaruit bouwen we verder uit naar fosfaat.’

De Smet wordt door vier promovendi ondersteund. De eerste is deze week begonnen. De Smet werkte voorheen aan de Technische Universiteit Delft. Daar onderzocht hij materialen voor coatings waarmee sensoren beter in staat zijn deeltjes te herkennen.


Re:ageer