Staff Publications

Staff Publications

  • external user (warningwarning)
  • Log in as
  • language uk
  • About

    'Staff publications' is the digital repository of Wageningen University & Research

    'Staff publications' contains references to publications authored by Wageningen University staff from 1976 onward.

    Publications authored by the staff of the Research Institutes are available from 1995 onwards.

    Full text documents are added when available. The database is updated daily and currently holds about 240,000 items, of which 72,000 in open access.

    We have a manual that explains all the features 

    Current refinement(s):

    Records 1 - 20 / 201

    • help
    • print

      Print search results

    • export

      Export search results

    Check title to add to marked list
    Nanostructured imaging surface plasmon resonance biosensing
    Joshi, Sweccha - \ 2017
    Wageningen University. Promotor(en): Michel Nielen; Han Zuilhof, co-promotor(en): Teris van Beek. - Wageningen : Wageningen University - ISBN 9789463430203 - 164
    methodology - techniques - biosensors - resonance - mass spectrometry - organic chemistry - physics - methodologie - technieken - biosensoren - resonantie - massaspectrometrie - organische scheikunde - fysica

    The testing and further development of a prototype nanostructured imaging surface plasmon resonance (iSPR) biosensor, with a focus on surface modification and detailed characterization of the biosensor chip and in-field and at-line applicability in the food industry is described. Furthermore, a simplified coupling of SPR and MS is described that allows identification of the mycotoxins of interest along with any other cross-reacting analytes. Chapter 1 describes general information about SPR, SPR instruments along with their components, development of a multiplex SPR biosensor and coupling of SPR to mass spectrometry.

    In Chapter 2, the surface modification, in-depth characterization and the antifouling performance of the nanostructured iSPR chip is described. Different types of polyethylene glycol (PEG) and zwitterionic polymers were chosen as antifouling chemistries. Various surface characterization techniques such as atomic force microscopy, scanning electron microscopy, water contact angle, X-ray photoelectron spectroscopy and direct analysis in real time high resolution mass spectrometry provided complementary information about the chip before and after the modification. Antifouling chemistry, an essential first step in the development of an SPR biosensor, prevents false positive results arising from non-specific binding of sample components to the SPR chip. Upon comparison of the surface modification and antifouling behavior with conventional flat SPR chips, the latter were only slightly better. Zwitterionic polymers and long chain PEG had the best antifouling performance. A proof-of-principle experiment was done to demonstrate the selective detection of streptavidin binding to a surface partially modified with biotin.

    A 6-plex SPR assay for the detection of mycotoxins in barley was developed in Chapter 3. A benchmark double 3-plex assay was developed for the detection of deoxynivalenol (DON), zearalenone (ZEA), T-2 toxin (T-2), ochratoxin A (OTA), fumonisin B1 (FB1) and aflatoxin B1 (AFB1) using benchtop SPR instrument (Biacore). Preliminary in-house validation of the competitive inhibition assay developed using ovalbumin conjugates of the mycotoxins showed that the method is suitable for detection of DON, ZEA, T-2 and FB1 whereas further improvement is required for OTA and AFB1. The method was then transferred to the nanostructured iSPR, which although less sensitive than the benchtop SPR, was able to detect DON, T-2, ZEA and FB1 at the relevant levels.

    In Chapter 4, the assay developed in Chapter 3 was further optimized and an entire assay along with in-house validation and measurement of naturally contaminated was developed using the nanostructured iSPR. The antifouling chemistry used in Chapter 3, PEG, was replaced by carboxymethylated dextran (CMD) that not only allowed direct immobilization of toxins but also helped to improve the stability of the chip whereby the chip could be used for more than 450 cycles. DON could be detected at the relevant levels in beer with minimal sample preparation whereas for OTA an enrichment step using solid phase extraction was required.

    As demonstrated in Chapter 3 and 4, the nanostructured iSPR instrument can be used for screening of different mycotoxins in beer and related ingredients. However, SPR is not able to provide chemical information of the binding analyte especially in cases where the antibodies have cross-reactivity towards conjugates of the analyte. Therefore, a simplified coupling for SPR with ambient mass spectrometry was developed in Chapter 5. The method allowed identification of DON as well as its cross-reacting conjugates such as deoxynivalenol-3-glucoside and 3-acetyl DON.

    The research presented in this thesis is an important step towards the use of the nanostructured iSPR instrument for label free in-field and at-line detection of various analytes. In Chapter 6, discussion of the main achievements of this thesis, challenges and future perspectives of the technology is described.

    Planten nabootsen : onderzoek naar fotosynthese gaat vruchten afwerpen
    Klein Lankhorst, Rene ; Aarts, Mark ; Amerongen, Herbert van - \ 2016
    biobased economy - biobased chemistry - biofuels - photosynthesis - biotechnology - biobased chemicals - energy sources - solar energy - renewable energy - techniques

    Planten zijn meesters in het gebruik van zonlicht. Daarmee zetten ze water en kooldioxide om in suikers en zuurstof. Wageningse onderzoekers kunnen dit proces nabootsen en verbeteren. Zo willen ze biobrandstoffen maken en beter groeiende gewassen

    Small-scale Biorefining
    Visser, C.L.M. de; Ree, R. van - \ 2016
    Wageningen : Wageningen University & Research - 62
    biorefinery - biobased economy - resource utilization - biomass conversion - techniques - residual streams - economies of scale - case studies - bioraffinage - biobased economy - hulpbronnengebruik - biomassaconversie - technieken - reststromen - schaalvoordelen - gevalsanalyse
    One promising way to accelerate the market implementation of integrated biorefineries is to promote small (regional) biorefinery initiatives. Small-scale biorefineries require relatively low initial investments, and therefore are often lacking the financing problems that larger facilities face. They are potentially able to make use of available local resources and involve stakeholders and product markets that create a common foundation for joint development and market deployment. Furthermore, by using modular and transportable units, the refinery process potentially can be operated at several locations, increasing their operation window, and therefore their market competitiveness. Small-scale biorefinery processes seem to be specifically interesting for the efficient and sustainable valorisation for relatively wet agro-crops (grass, beets, maize, etc.), agro-residues (leaves/foliage), food processing residues and aquatic biomass (microalgae, duckweed, etc.).
    Evaluatie zuiveringstechniek voor verwijdering gewasbeschermingsmiddelen III
    Ruijven, J.P.M. van; Beerling, E.A.M. ; Staaij, M. van der; Os, E.A. van - \ 2016
    Bleiswijk : Wageningen UR Glastuinbouw (Rapport GTB 1414) - 30
    afvalwaterbehandeling - waterzuivering - afvalwater - waterverontreiniging - glastuinbouw - kassen - cultuur zonder grond - gewasbescherming - pesticiden - ozon - verwijdering - filtratie - technieken - waste water treatment - water treatment - waste water - water pollution - greenhouse horticulture - greenhouses - soilless culture - plant protection - pesticides - ozone - removal - filtration - techniques
    Dutch greenhouse horticulture has to treat all discharged water from soilless cultivations for the removal of plant protection products, to meet the new Dutch Directive Hoofdlijnenakkoord (2015). Building on previous research, (1) the life span of activated carbon filters, (2) the effect of increasing concentrations of plant protection products on the removal efficacy of ozone and the removal efficacy of (3) multimedia filtration and (4) ultrasonic water treatment have been investigated. It turned out to be difficult to design an active carbon based water treatment system capable of durable treatment of greenhouse discharge water: organic and mineral material in the water blocked the pores, thereby clogging the filter system and causing leakage by pressure build-up. Activated carbon filtration (granular activated carbon, 48 min contact time, 50 μm prefiltration with sand filter) achieved a removal efficacy of >95% for up to 430 bed volumes treated. Combination with advanced oxidation improved the removal efficacy, but the removal time of the filter could not be determined due to leakage. The removal efficacy of ozone oxidation remained >98%, even at increased concentrations (factor 10 and 100) of plant protection products in the untreated water. The multimedia filter removed 75% of the plant protection products by adsorption, biological breakdown within the filter was not determined. Treatment of the water with ultrasonic waves hardly had any effect (maximum 30% efficacy) on the breakdown.
    Samen naar een registratie van groene en blauwe landschapselementen : een haalbaarheidsstudie
    Doorn, Anne van; Nieuwenhuizen, Wim ; Meijer, Marcel ; Snepvangers, Judith ; Herwaarden, Gerrit Jan van; Kamerling, Annemarie - \ 2016
    Wageningen : Wageningen Environmental Research (Wageningen Environmental Research rapport 2733) - 59
    landschapselementen - landschap - geografische informatiesystemen - registratie - technieken - landscape elements - landscape - geographical information systems - registration - techniques
    Landschapselementen zijn zeer waardevol in het landelijk gebied, toch ontbreekt een consistente registratie ervan. Door de vergroening van het GLB wordt een goede registratie extra relevant. Er zijn verschillende manieren om hiertoe te komen, al dan niet met inzet van reeds bestaande gegevensbestanden en nieuwe technieken. Door het hanteren van het kader dat is vastgelegd in EUregelgeving zijn deze bestanden en technieken getoetst op bruikbaarheid en worden de verschillende manieren om te komen tot een registratie van landschapselementen beschreven.
    Toepassing van videotechnieken bij monitoring glasaal
    Foekema, E.M. ; Sonneveld, C. ; Burggraaf, D. - \ 2015
    Den Helder : IMARES (Rapport / IMARES C174/15) - 12
    anguilla - anguillidae - monitoring - technieken - videocamera's - vismigratie - anguilla - anguillidae - monitoring - techniques - video cameras - fish migration
    Op dit moment is er onvoldoende kennis over het gedrag van glasalen rond migratieknelpunten zoals schut- en spuisluizen. Vanwege hun geringe formaat zijn glasalen met akoestische camera’s niet goed te onderscheiden van andere kleine vissen. IMARES heeft onderzocht of videotechnieken bruikbaar zijn om het gedrag van glasalen in een veldsituatie te onderzoeken. Voor dit project is een onderwater inzetbare combinatie gebouwd van een infrarood-camera en LED-infrarood belichting. Infrarood licht wordt door vissen als niet/minder storend ervaren en zal gedrag dus weinig of in het geheel niet beïnvloeden, terwijl dit met normaal licht wel het geval zal zijn. Tijdens de veldtesten bleek dat de zichtdiepte van het systeem beperkt was, zeker wanneer het water veel zwevend materiaal bevatte. Desondanks werden naast garnalen en andere kleine vissen toch duidelijk herkenbare glasalen waargenomen. Vanwege de geringe zichtdiepte zal het in de meeste gevallen niet mogelijk zijn om een individuele glasaal gedurende langere tijd te volgen om zo inzicht te krijgen in zoekgedrag rond migratieknelpunten. Het videosysteem kan wel ingezet worden om de aanwezigheid van glasaal op een specifieke plek van geringe omvang zichtbaar te maken en in de tijd te monitoren.
    DNA-diagnostiek maakt fytosanitaire controles beter en sneller : hightech gereedschap voor inspectie- en keuringsdiensten
    Staalduinen, J. van; Bonants, P.J.M. - \ 2015
    Onder Glas 12 (2015)6/7. - p. 48 - 49.
    glastuinbouw - quarantaine organismen - detectie - technieken - innovaties - analytische methoden - fytosanitaire maatregelen - plantenplagen - polymerase-kettingreactie - landbouwkundig onderzoek - greenhouse horticulture - quarantine organisms - detection - techniques - innovations - analytical methods - phytosanitary measures - plant pests - polymerase chain reaction - agricultural research
    Als vooraanstaand in- en exporteur van plantaardig uitgangsmateriaal en eindproducten heeft Nederland ook de taak om ongewenste organismen die met de handelswaar kunnen meereizen buiten of juist binnen de deur te houden. Wageningen UR ontwikkelt samen met partners in binnen- en buitenland nieuwe diagnose- en screeningsmethoden waarmee inspectie- en keuringsdiensten hun taken beter en efficiënter kunnen vervullen. DNA-analyse op de plaats van inspectie speelt daarin een belangrijke rol.
    Artificial photosynthesis : for the conversion of sunlight to fuel
    Purchase, R. ; Vriend, H. ; Groot, H. de; Harmsen, P.F.H. ; Bos, H.L. - \ 2015
    Leiden : Leiden University (Groene grondstoffen ) - ISBN 9789462575240 - 53
    zonne-energie - brandstoffen - duurzame energie - fotosynthese - hernieuwbare energie - technieken - biobased economy - solar energy - fuels - sustainable energy - photosynthesis - renewable energy - techniques - biobased economy
    The goal of this booklet is to raise awareness of the concept of artificial photosynthesis and its potential to become an additional and significant new option in our longer-term energy future.
    Techniek voldoet aan toekomstige normen, kosten nog niet in beeld : meerjarig onderzoek zuiveringstechnieken
    Staalduinen, J. van; Ruijven, J.P.M. van - \ 2015
    Onder Glas 12 (2015)1. - p. 34 - 35.
    glastuinbouw - waterzuivering - lozing - pesticiden - normen - oppervlaktewaterkwaliteit - technieken - proeven - greenhouse horticulture - water treatment - disposal - pesticides - standards - surface water quality - techniques - trials
    De overheid gaat glastuinbouwbedrijven verplichten om hun lozingswater te zuiveren. Met ingang van 2018 moet volgens de beleidsnota van het Ministerie van Economische Zaken 75% van de verontreinigingen – in het bijzonder gewasbeschermingsmiddelen – worden weggezuiverd om het aantal normoverschrijdingen met 50% te laten dalen. In 2023 komt de norm waarschijnlijk op 95% te liggen. Om in beeld te krijgen hoe de bedrijven dit voor elkaar moeten krijgen, nemen onderzoekers verschillende zuiveringstechnieken onder de loep.
    Kunstmatige fotosynthese : voor de omzetting van zonlicht naar brandstof
    Purchase, R. ; Vriend, H. ; Groot, H.J.M. de; Bos, H.L. - \ 2015
    Leiden : Universiteit Leiden - ISBN 9789462573994 - 53
    zonne-energie - brandstoffen - duurzame energie - fotosynthese - hernieuwbare energie - technieken - biobased economy - solar energy - fuels - sustainable energy - photosynthesis - renewable energy - techniques - biobased economy
    Deze uitgave is bedoeld voor iedereen die geïnteresseerd is in wereldwijde ontwikkelingen op het gebied van duurzame energievoorziening. Het is een beschrijving van de mogelijkheden van solar fuels, brandstoffen die direct uit zonlicht worden geproduceerd en die een substantieel onderdeel kunnen gaan uitmaken van onze toekomstige energievoorziening.
    Plantenziektenkundig laboratorium voor elke glastuinbouwteler : On-site detectie voor snel opsporen pathogenen
    Bezemer, J. ; Schoen, C.D. - \ 2015
    Onder Glas 12 (2015)3. - p. 24 - 25.
    glastuinbouw - groenten - tomaten - afwijkingen, planten - tests - testinstallaties - innovaties - detectie - technieken - greenhouse horticulture - vegetables - tomatoes - plant disorders - tests - test rigs - innovations - detection - techniques
    Een teler heeft een virus in de kas, maar hij weet niet welk virus precies? Hij heeft last van een aaltje en wil uitzoeken welk aaltje het is? Zijn de vlekjes veroorzaakt door Botrytis of door meeldauw? Binnenkort zorgen telers zelf voor antwoorden op deze vragen. Snel en goedkoop, in de kas.
    Mission report carrying capacity cage farming Nigeria
    Wijsman, J.W.M. - \ 2015
    Yerseke : IMARES (Rapport / IMARES ) - 8
    aquacultuur - technieken - kennis - monitoring - nigeria - aquaculture - techniques - knowledge - monitoring - nigeria
    Aardappeldemodag 2014
    Fresco, L.O. ; Ende, J.E. van den - \ 2014
    Wageningen UR, Plant Sciences Group
    potatoes - arable farming - techniques - mechanization - demonstrations - aardappelen - akkerbouw - technieken - mechanisatie - demonstraties (vertoning)
    Impressie van de Aardappeldemodag op 20 augustus 2014 op PPO-locatie Westmaas, georganiseerd door Wageningen UR en NAO
    Interactie tussen varroa en omgevingsfactoren. Bijennieuws 28
    Blacquière, T. ; Cornelissen, B. ; Dooremalen, C. van; Steen, J.J.M. van der - \ 2014
    Wageningen : Bijen@wur
    apidae - honingbijen - bijensterfte - doodsoorzaken - factoranalyse - milieufactoren - technieken - detectie - wetenschappelijk onderzoek - apidae - honey bees - bee mortality - causes of death - factor analysis - environmental factors - techniques - detection - scientific research
    Het probleem van de sterfte van bijenvolken is multifactorieel. Allerlei factoren kunnen soms een beetje of soms zelfs sterk negatieve uitwerking hebben op bijenvolken, en die negatieve uitwerking kan in principe bijdragen aan de bijensterfte. Sommige factoren komen ook nog hand in hand (varroa en sommige virussen). Zolang de relatieve bijdrage van factoren niet bekend is kunnen we maar beter uitgaan van en rekening houden met een mogelijke bijdrage en ondertussen de factoren waar we alvast iets aan kunnen doen zo gunstig mogelijk te maken
    DaglichtKas maakt ambities waar
    Zwart, H.F. de - \ 2014
    TuinbouwTV
    kastechniek - glastuinbouw - potplanten - phalaenopsis - daglicht - duurzame energie - collectoren - schermen - efficiëntie - technieken - energiebesparing - beglazing - greenhouse technology - greenhouse horticulture - pot plants - phalaenopsis - daylight - sustainable energy - collectors - blinds - efficiency - techniques - energy saving - glazing
    Bij Ter Laak Orchids in Wateringen werd dit jaar de eerste DaglichtKas gebouwd. Feije de Zwart van Wageningen UR Glastuinbouw, Hans van Tilborgh van Technokas en John Barendse van Ter Laak Orchids vertellen in deze video over de ervaringen en resultaten in de eerste maanden.
    Ozon bezig aan stille wederopstanding in de tuinbouw
    Ruijven, J.P.M. van - \ 2014
    Kas techniek (2014)9. - p. 26 - 29.
    glastuinbouw - waterzuivering - irrigatiewater - ozon - technieken - recirculatiesystemen - desinfectie - pesticiden - methodologie - greenhouse horticulture - water treatment - irrigation water - ozone - techniques - recirculating systems - disinfection - pesticides - methodology
    Ozon lijkt een comeback te maken binnen de glastuinbouw. Waar de ontsmettingsinstallaties vorige eeuw nogal eens te maken hadden met storingen en veiligheidsproblemen, lijken die aspecten tegenwoordig beter onder controle. Dit maakt de weg vrij voor andere toepassingen van de techniek dan alleen ontsmetting. Agrozone onderzoekt momenteel samen met Wageningen UR Glastuinbouw wat de toepassingsmogelijkheden zijn.
    Analyse van de Spotspray van een PWM-spuitdop
    Groot, T.T. ; Velde, P. van; Stallinga, H. ; Nieuwenhuizen, A.T. ; Holterman, H.J. ; Zande, J.C. van de - \ 2014
    Wageningen : Plant Research International, Business Unit Agrosysteemkunde (Rapport / Plant Research International 599) - 62
    onkruidbestrijding - spuitapparaten - spuitdoppen - sensors - meting - druppelgrootte - spuitvloeistoffen - dosering - technieken - landbouwkundig onderzoek - weed control - sprayers - fan nozzles - sensors - measurement - droplet size - sprays - dosage - techniques - agricultural research
    Sensor gestuurde spuitsystemen waarmee door middel van een sensor kwantitatief een aantasting of hoeveelheid onkruid (biomassa) in het veld gemeten kan worden vragen om spuitsystemen met een variabele dosering. Eén methode om dat te realiseren is met een Pulse Width Modulation (PWM) techniek het debiet van de spuitdop te variëren. Dit PWM-systeem bestaat uit een dophouder met daarin een klep die tijdens de bespuiting met een hoge frequentie (PWM-cyclus) open en dicht wordt gezet. Met deze debietinstellingen kunnen spotsprays worden gegenereerd om individuele planten een plantafhankelijke of specifieke dosis aan gewasbeschermingsmiddel te geven. Bij een spotspray wordt de dop meerdere PWM-cycli opengezet. Er is dus sprake van een PWM-cyclustijd die veel korter is dan de lengte van de spotspray. In dit onderzoek wordt de druppelverdeling van een PWM-gemoduleerde dop (Rometron WeedIt, Steenderen), voor een debiet van 20% en 50% van het maximale debiet bij een druk van 2 en 3 bar, onderzocht.
    Precisieplant tulp : basis voor precisielandbouw
    Baltissen, A.H.M.C. ; Gude, H. ; Lans, A.M. van der; Haaster, A.J.M. van - \ 2014
    Lisse : Praktijkonderzoek Plant & Omgeving, Business Unit Bloembollen, Boomkwekerij & Fruit - 17
    bloembollen - tulpen - beplanten - precisielandbouw - technieken - globale plaatsbepalingssystemen - proeven - doelstellingen - methodologie - ornamental bulbs - tulips - planting - precision agriculture - techniques - global positioning systems - trials - objectives - methodology
    Precisielandbouw wordt gezien als een middel om het rendement van de teelt te verbeteren en een “license tot produce” te behouden. In de bloembollenteelt worden ook diverse technieken toegepast en de mogelijkheden van nieuwe precisielandbouw technieken onderzocht. Opzet van dit onderzoek was na te gaan of gericht planten in volvelds verband (economische) voordelen biedt wat betreft opbrengst. Rechtop planten en regelmatig planten in een bed, zodat elke bol evenveel ruimte heeft kost een extra investering waarbij het onduidelijk is welke extra opbrengst dan wordt gerealiseerd. Het ultieme doel is daarbij de bollen zodanig te richten dat ze rechtop gezet worden waardoor de spruit de kortste weg naar boven neemt. Het precisieplanten kan dan de basis zijn voor verdere ontwikkeling van een aantal precisielandbouw technieken.
    Drukst bezochte demodag ooit trotseert alle nattigheid : Aardappeldemodag PPO Westmaas
    PPO Akkerbouw, Groene Ruimte en Vollegrondsgroente, - \ 2014
    Aardappelwereld 68 (2014)9. - ISSN 0169-653X - p. 13 - 17.
    technieken - mechanisatie - akkerbouw - aardappelen - demonstraties (vertoning) - techniques - mechanization - arable farming - potatoes - demonstrations
    De druk bezochte Aardappeldemodag op 20 augustus 2014 in Westmaas trok 7000 bezoekers, waaronder Louise Fresco, de kersverse voorzitter van de RVB van Wageningen UR. Alle rooiers trotseerden de nattigheid en bleven probleemloos doordraaien. 'Schone teelt bepaalt de toekomst' was het thema van de dag.
    Bioelectrochemical methane production from CO2
    Eerten-Jansen, M.C.A.A. van - \ 2014
    Wageningen University. Promotor(en): Cees Buisman, co-promotor(en): Annemiek ter Heijne. - Wageningen : Wageningen University - ISBN 9789462570061 - 189
    methaanproductie - hernieuwbare energie - kooldioxide - elektrochemie - technieken - methane production - renewable energy - carbon dioxide - electrochemistry - techniques

    Nowadays, most of our energy and fuels are produced from fossil resources. Fossil resources are, however, finite and their use results in emissions that affect the environment and human health. For reasons of energy security and environmental sustainability, there is therefore a need to produce energy and fuels from renewable resources. However, currently several challenges need to be overcome before renewable resources can be implemented on a large scale for the production of renewable energy and fuels. At the moment, all the renewable resources can be converted into electricity. However, renewable electricity is often produced intermittently. Therefore, excess renewable electricity, when supply does not meet demand, needs to be stored not to get lost. On the other hand, fuels can currently only be produced directly from biomass. There are, however, discussions about whether sufficient biomass can be produced in a sustainable way to cover the global demand.

    A methane-producing Bioelectrochemical system (BES) is a novel technology to store excess renewable electricity in the form of methane, independent of biomass. Key principle of the methane-producing BES is the use of microorganisms as catalysts for the reduction of CO2 and electricity into methane. At the start of this thesis, the methane-producing BES was at its infancy, and for implementation of the technology a more thorough understanding of the technology was needed. Therefore, the aim of this thesis was to investigate the principles and perspectives of bioelectrochemical methane production from CO2. Focus was on the main bottlenecks limiting system’s performance.

    In Chapter 2, the performance of a flat-plate methane-producing BES that was operated for 188 days was studied. The methane production rate and energy efficiency were investigated with time to elucidate the main bottlenecks limiting system’s performance. Using water as electron donor at the anode, methane production rate was 0.12 mL CH4/m2 cathode per day and overall energy efficiency was 3.1% at -0.55 V vs. Normal Hydrogen Electrode (NHE) cathode potential during continuous operation. Analysis of the internal resistance showed that in the short term, cathode and anode losses were dominant, but with time also pH gradient and transport losses became important.

    Since the cathode energy losses were dominant, in Chapter 3, the microbial community that catalyses the reduction of CO2 into methane was studied. The microbial community was dominated by three phylotypes of methanogenic archaea, being closely related to Methanobacterium palustre and Methanobacterium aarhusense, and six phylotypes of bacteria. Besides methanogenic archaea, the bacteria seemed to be associated with methane production, producing hydrogen as intermediate. Biomass density varied greatly with part of the electrode being covered by a thick biofilm, whereas only clusters of biomass were found on other parts of the electrode.

    Based on the microbial community it seemed that methane was produced indirectly using hydrogen as electron donor. Therefore, the electron transfer mechanisms of bioelectrochemical methane production were investigated in Chapter 4. Understanding the electron transfer mechanisms could give insight in methods to steer the process towards higher rate. A mixed culture methane-producing biocathode was developed that produced 5.2 L methane/m2 cathode per day at -0.7 V vs. NHE cathode potential. To elucidate the formation of intermediates, methanogenic archaea in the biocathode were inhibited with 2-bromethanesulfonate. Methane was primarily produced indirectly using hydrogen and acetate as electron donor, whereas methane production via direct electron transfer hardly occurred.

    Besides producing methane, a BES could also be used to produce higher value organics, such as medium chain fatty acids. Currently, medium chain fatty acids are produced by fermenting (low-grade) organic biomass using an external electron donor, such as hydrogen and/or ethanol. A BES could provide the electrons in-situ, either as the electrode directly or indirectly via hydrogen. In Chapter 5, medium chain fatty acids production in a BES at -0.9 V vs. NHE cathode potential was demonstrated, without addition of an external electron mediator. Caproate (six carbon atoms), butyrate (four carbon atoms), and smaller fractions of caprylate (eight carbon atoms) were the main products formed from acetate (two carbon atoms). In-situ produced hydrogen was likely electron donor for the reduction of acetate. Electron and carbon balances revealed that 45% of the electrons in electric current and acetate, and 31% of the carbon in acetate were recovered in the formed products.

    In Chapter 6, the present performance of methane-producing BESs was evaluated. Analysis of the performances reported in literature did not reveal an increase with time. Based on the main bottlenecks that limit system’s performance as found in this thesis, methods to increase performance were discussed. Besides, we showed that our envisioned first application is to upgrade CO2 in biogas of anaerobic digestion to additional methane. Finally, the feasibility of production of higher-value organics, such as medium chain fatty acids, in BES was discussed.

    Check title to add to marked list
    << previous | next >>

    Show 20 50 100 records per page

     
    Please log in to use this service. Login as Wageningen University & Research user or guest user in upper right hand corner of this page.