Cercetătorii de la Universitatea Stanford au construit un sistem fotovoltaic - sistem de dezbrăcare electrochimică termică care extrage nutrienți de îngrășăminte din urina umană. Ei spun că sistemul ar putea oferi un cost - alternativă eficientă în regiuni cu acces limitat la îngrășăminte convenționale.
22 august 2025 Patrick Jowett
Imagine: Eryxson Fonseca, Unsplash
De la PV Magazine Global
O echipă de cercetare de la Universitatea Stanford a dezvoltat un prototip care folosește energie solară pentru a extrage nutrienți din urina umană pentru a crea un îngrășământ durabil.
Aceștia au prezentat sistemul în „Prototiparea și modelarea unui sistem de stripping electrochimic fotovoltaic -termic pentru recuperarea distribuită a azotului de urină”, disponibil în Jurnalul de cercetareApa naturală.
Prototipul folosește energie solară printr -un sistem fotovoltaic - sistem de dezbrăcare electrochimică termică pentru a capta azot, o componentă cheie a îngrășămintelor comerciale, din deșeurile de apă umană. Azotul din urina umană la nivel global este echivalent cu aproximativ 14% din cererea anuală de îngrășăminte.
Cercetătorii au spus într -o declarație că sistemul separă amoniacul, un compus chimic format din azot și hidrogen, din urină. Acest lucru se realizează printr -o serie de camere separate de membrane care folosesc electricitate solară pentru a conduce ioni și de a captura amoniacul ca sulfat de amoniu, un îngrășământ comun.
Cercetătorii au colectat căldură reziduală din spatele panourilor solare printr -o placă rece a tubului de cupru atașat pentru a încălzi lichidul utilizat în procesul electrochimic. Au descoperit că acest lucru a ajutat la accelerarea încălzirii și a încurajat producția de gaze de amoniac, ultimul pas în procesul de separare.
S -a constatat că utilizarea căldurii reziduale din panourile solare a crescut generarea de energie cu aproape 60%, în timp ce îmbunătățește eficiența de recuperare a amoniacului cu mai mult de 20%, comparativ cu prototipurile anterioare.
Orisa Coombs, autorul principal al studiului, a explicat că, în ciuda fiecărei persoane care produce suficient azot în urină pentru a fertiliza o grădină, o mare parte a lumii se bazează pe îngrășăminte scumpe și importate. „Nu aveți nevoie de o plantă chimică uriașă sau chiar de o priză de perete”, a adăugat Coombs. „Cu suficient soare, puteți produce îngrășăminte chiar acolo unde este nevoie și, eventual, depozitați sau vindeți excesul de energie electrică.”
Cercetarea prezintă, de asemenea, un model conceput pentru a înțelege modul în care schimbările în lumina soarelui, temperatura și configurația electrică ar afecta performanța sistemului.
S -a constatat că în regiuni precum Uganda, sistemul de prototipuri ar putea genera până la 4,13 USD/kg de azot recuperat, mai mult decât dublul veniturilor potențiale în Statele Unite. Acest lucru i -a ajutat pe cercetători să concluzioneze că sistemul lor este un cost viabil, costul - alternativă eficientă la îngrășămintele tradiționale, în special în zonele în care accesul la aporturile agricole este limitat și unde îngrășământul rămâne scump.
Universitatea Stanford a spus că eliminarea azotului din urină face ca restul de lichid să fie mai sigur pentru a descărca sau reutiliza pentru irigare, pe care îl adaugă poate fi un „schimbător de jocuri în multe țări în care doar un procent mic din populație este conectat la sistemele de canalizare centralizate”.
„Adesea ne gândim la apă, alimente și energie ca sisteme complet separate, dar acesta este unul dintre acele rare cazuri în care inovația în domeniul ingineriei poate ajuta la rezolvarea mai multor probleme simultan”, a spus Coombs. "Este curat, este scalabil și este literalmente alimentat de soare."
