Raziskovalci univerze Stanford so zgradili fotovoltaični - toplotni elektrokemični odstranjevalni sistem, ki izvleče hranila z gnojili iz človeškega urina. Pravijo, da bi sistem lahko zagotovil stroške - učinkovito alternativo v regijah z omejenim dostopom do običajnih gnojil.
22. avgust 2025 Patrick Jowett
Slika: Eryxson Fonseca, UNFPASH
Iz revije PV Global
Raziskovalna skupina z univerze Stanford je razvila prototip, ki uporablja sončno energijo za pridobivanje hranil iz človeškega urina za ustvarjanje trajnostnega gnojila.
Sistem so predstavili v "Prototipiziranju in modeliranju fotovoltaično -termalnega elektrokemičnega odstranjevanja za porabo delitvenega urina", ki je na voljo v reviji Research JournalVoda narave.
Prototip uporablja sončno energijo prek fotovoltaičnega - toplotnega elektrokemičnega odstranjevanja, da zajame dušik, ključni sestavni del komercialnih gnojil, iz človeških vodnih odpadkov. Dušik v človeškem urinu po vsem svetu je enak približno 14% letnega povpraševanja po gnojilih.
Raziskovalci so v izjavi povedali, da sistem ločuje amoniak, kemično spojino, sestavljeno iz dušika in vodika, od urina. To se naredi s serijo komor, ločenih z membranami, ki uporabljajo sončno elektriko za pogon ionov čez in ujeti amoniak kot amonijev sulfat, skupno gnojilo.
Raziskovalci so z zadnjega dela sončnih plošč zbrali odpadno toploto s pritrjeno hladno ploščo iz bakrene cevi, da so segrevali tekočino, ki se uporablja v elektrokemičnem procesu. Ugotovili so, da je to pomagalo pospešiti segrevanje in spodbudilo proizvodnjo amoniaka, kar je zadnji korak v postopku ločevanja.
Ugotovljeno je bilo, da je uporaba odpadne toplote iz sončnih panelov povečala njihovo proizvodnjo električne energije za skoraj 60%, hkrati pa izboljšanje učinkovitosti okrevanja amoniaka za več kot 20% v primerjavi s prejšnjimi prototipi.
Orisa Coombs, glavna avtorica študije, je pojasnila, da kljub temu, da vsaka oseba v urinu proizvede dovolj dušika za oploditev vrta, je velik del sveta odvisen od dragih, uvoženih gnojil. "Ne potrebujete velikanske kemične rastline ali celo stenske vtičnice," je dodal Coombs. "Z dovolj sonca lahko proizvedete gnojilo tam, kjer je potrebno, in potencialno celo shranite ali prodajate odvečno elektriko."
Raziskava vsebuje tudi model, ki je zasnovan za razumevanje, kako bi spremembe v sončni svetlobi, temperaturi in električni konfiguraciji vplivale na delovanje sistema.
Ugotovilo je, da bi v regijah, kot je Uganda, prototipni sistem lahko ustvaril do 4,13 USD/kg dušika, ki je bil obnovljen, kar je več kot podvojilo potencialni zaslužek v Združenih državah Amerike. To je raziskovalcem pomagalo sklepati, da je njihov sistem izvedljiv, stroški - učinkovita alternativa tradicionalnim gnojilom, zlasti na območjih, kjer je dostop do kmetijskih vložkov omejen in kjer gnojilo ostane drago.
Univerza Stanford je dejala, da odstranjevanje dušika iz urina naredi preostalo tekočino varnejše za odvajanje ali ponovno uporabo namakanja, kar dodaja, da je lahko "menjalnik iger v mnogih državah, kjer je le majhen odstotek prebivalstva povezan s centraliziranimi kanalizacijskimi sistemi".
"O vodi, hrani in energiji pogosto razmišljamo kot o popolnoma ločenih sistemih, vendar je to eden redkih primerov, ko inženirske inovacije lahko pomagajo rešiti več težav hkrati," je dejal Coombs. "Čista je, je razširljiva in dobesedno ga poganja sonce."
