Istraživači Sveučilišta Stanford izgradili su fotonaponski - termalni elektrohemijski sistem skidanja koji izvlači hranjive tvari gnojiva iz ljudskog urina. Kažu da bi sistem mogao osigurati troškove - efikasnu alternativu u regijama sa ograničenim pristupom konvencionalnim gnojivima.
22. avgusta 2025. Patrick Jowett
Slika: Eryxson fonseca, neponosnik
Iz PV magazina Global
Istraživački tim sa Univerziteta Stanford razvio je prototip koji koristi solarnu energiju za izdvajanje hranjivih sastojaka iz ljudskog urina kako bi se stvorio održivo đubrivo.
Predstavili su sistem u "Prototipiranje i modeliranje fotonaponski-termički elektrohemijski sistem skidanja za distribuirani oporavak dušika urina", dostupan u časopisu istraživanjaPriroda voda.
Prototip koristi solarnu energiju putem fotonaponskog - termalnog elektrohemijskog sustava za snimanje azota, ključne komponente komercijalnih gnojiva, od ljudskog vodovoda. Dušik u ljudskom urinu u globalnoj razini ekvivalentan je oko 14% godišnje potražnje gnojiva.
Istraživači su u izjavi rekli da sistem odvaja amonijak, hemijski spoj sastavljen od azota i vodonika, iz urina. To se vrši preko serije komora odvojenih membranama koje koriste solarni električnu energiju za pokretanje iona preko iona i zarobljavaju amonijak kao amonijum sulfat, zajedničko gnojivo.
Istraživači su prikupili otpadnu toplinu sa stražnje strane solarnih panela putem priložene hladne ploče bakrene cijevi za zagrijavanje tečnosti koja se koristi u elektrohemijskom procesu. Otkrili su da je to pomoglo ubrzanju zagrijavanja i ohrabrene proizvodnje amonijaka, konačni korak u procesu razdvajanja.
Otkriveno je korištenje otpadnih toplina iz solarnih panela da povećava proizvodnju električne energije za gotovo 60%, a poboljšava efikasnost oporavka amonijaka za više od 20%, u odnosu na ranije prototipove.
Orisa Coombs, olovni autor studije objasnio je da uprkos svakoj osobi proizvode dovoljno dušika u urinu da oplodi vrt, veći dio svijeta oslanja se na skupe, uvezene gnojive. "Ne treba vam džinovska hemijska biljka ili čak zidna utičnica," dodani su koobuiji. "Uz dovoljno sunca, možete proizvesti gnojivo tamo gdje je potrebno, a potencijalno čak i pohranite ili prodajete višak električne energije."
Istraživanje sadrži i model dizajniran za razumijevanje kako bi promjene sunčeve svjetlosti temperature i električne konfiguracije utjecale na performanse sistema.
Otkrilo je da u regijama poput Ugande, prototipski sistem može stvoriti do 4,13 dolara, a azot se oporavio, više nego dvostruko potencijalna zarada u Sjedinjenim Državama. Ovo je pomoglo istraživačima da zaključe da je njihov sistem održiv, trošak - efikasna alternativa tradicionalnim gnojivima, posebno u područjima u kojima je pristup poljoprivrednim ulazima ograničen i gdje gnojivo ostaje skupo.
Univerzitet Stanford rekao je da se uklanjanje dušika iz urina čini preostalom sigurnijom sigurnijom za pražnjenje ili ponovnu upotrebu za navodnjavanje, što on dodaje može biti "mjenjač igre u mnogim zemljama u kojima je samo mali postotak stanovništva povezan sa centraliziranim kanalizacijskim sustavima".
"Često mislite na vodu, hranu i energiju kao potpuno odvojene sustave, ali ovo je jedan od tih rijetkih slučajeva u kojima inženjerska inovacija može pomoći u rješavanju više problema,", rekao je Coombs. "Čist je, to je skalabilan, a doslovno je pokrenut suncem."
