Conversion of organics in wastewater to bioelectricity using microbial fuel cells Bioelektrisk rening av avloppsvatten med hjälp av mikrobiella bränsleceller This project aims to develop a Microbial fuel cell (MFC) for efficient wastewater treatment in developing countries by enabling research exchange between KTH and COMSATS IIT in Pakistan. Increasing industrialization and population growth has overburdened land, air and water pollution. Developing countries, including Pakistan, rarely treat all wastewater, resulting in an exponential increase in water borne diseases especially among infants. It is thus, essential to find ways to efficiently treat organics from municipal as well as industrial waste, such as azo dyes. There is substantial energy in organic matter that is currently wasted in in the wastewater treatment, which in addition is a very energy demanding process. MFC Technology is an emerging field of research and has potential to reduce both sludge and energy costs in wastewater treatment, by the recovering of electrons from organic molecules, using bacteria as catalysts. The 3-year project will support the visits of Pakistani PhD-students and faculty at KTH. The group in Pakistan will contribute with identification and isolation of efficient exoelectrogenic bacteria, growth of biofilms and design of MFC and its process, while electrochemical characterization and optimization of cell, components and operation conditions will be done in Sweden. The development of MFC will ultimately enable a healthier population to emerge, which is a key factor for the economic growths of any nation. Med ökad industrialisering och befolkningstillväxt följer en ökad belastning på mark, luft och vatten av avfall och föroreningar. Många utvecklingsländer, däribland Pakistan, behandlar sällan allt avloppsvatten, bland annat på grund av energibrist och strömavbrott, vilket resulterar i en exponentiell ökning av vattenburna sjukdomar, som särskilt drabbar barn. Det är därför väsentligt att hitta effektiva sätt att bryta ned organisk avfall från kommunala såväl som industriella källor. Pakistan har bland annat en betydande textilindustrin som släpper ut stora mängder azofärgämnen.   Det finns stora mängder energi i organiskt material som för närvarande går till spillo vid avloppsrening, som i sig är en mycket energikrävande process. Med mikrobiell bränslecellsteknik (MFC) finns potential att minska både slam och energikostnader i avloppsrening, genom att den möjliggör att de elektroner som frigörs vid mikrobiell nedbrytning av organiska molekyler används för att generera elektricitet. Cellen fungerar som en vanlig polymer bränslecell men med bakterier som katalysatorer. Den ström sim genereras kan sedan användas till andra processer i vattenreningsanläggningen. Forskning kring MFC är ett nytt och framväxande forskningsområde och många frågor återstår att lösa vad gäller mekanismer men framför allt hur man kan få cellen effektivare med rätt val celldesign och komponenter samt optimerade drift parametrar.   Det här 3-åriga projektet syftar till att stödja besök av pakistanska doktorander och lärare för att kunna spendera tid vid KTH för att fördjupa sina kunskaper i tillämpad elektrokemi och även bygga nätverk med andra verksamheter inom vattenrening och bioteknik. Samtidigt får vår grupp fördjupare kunskaper i bioteknik och vilka möjlighet som finns för den inom vattenreningsområdet. Gruppen i Pakistan kommer att bidra med identifiering och isolering av effektiva exoelektrogenetiska bakterier, tillväxt av biofilmer och utformning av MFC och dess process, medan elektrokemisk karaktärisering och optimering av cell, komponenter och driftsförhållanden kommer att ske i Sverige. Det ultimata målet är att utvecklingen av MFC i slutändan ska möjliggöra att en friskare befolkning kan växa fram, vilket är en avgörande faktor för ekonomisk tillväxt i alla nationer.