Изследователите на университета в Станфорд са изградили фотоволтаична - термична електрохимична система за отстраняване, която извлича хранителни вещества от човешка урина. Казват, че системата може да осигури цена - ефективна алтернатива в региони с ограничен достъп до конвенционални торове.
22 август 2025 г. Патрик Джоует
Изображение: Eryxson Fonseca, Unsplash
От PV Magazine Global
Изследователски екип от университета в Станфорд е разработил прототип, който използва слънчева енергия за извличане на хранителни вещества от човешка урина, за да създаде устойчив тор.
Те представиха системата в „Прототипиране и моделиране на фотоволтаично -термична електрохимична система за събличане за разпределено възстановяване на азот на урината“, достъпна в изследователския журналПриродна вода.
Прототипът използва слънчева енергия чрез фотоволтаична система - термична електрохимична система за отстраняване на азот, ключов компонент на търговските торове, от човешки водни отпадъци. Азотът в човешката урина в световен мащаб е еквивалентен на около 14% от годишното търсене на тор.
Изследователите заявиха в изявление, че системата отделя амоняк, химическо съединение, съставено от азот и водород, от урината. Това става чрез поредица от камери, разделени от мембрани, които използват слънчева електричество за задвижване на йони и улавят амоняка като амониев сулфат, общ тор.
Изследователите събраха отпадъчна топлина от задната част на слънчевите панели чрез прикрепена медна тръба студена плоча, за да затоплят течността, използвана в електрохимичния процес. Те откриха, че това е помогнало да се ускори затоплянето и насърчава производството на амоняк газ, последната стъпка в процеса на разделяне.
Установено е, че използването на отпадъчна топлина от слънчеви панели увеличава производството на електроенергия с близо 60%, като същевременно подобрява ефективността на възстановяване на амоняк с повече от 20%, в сравнение с по -ранните прототипи.
Orisa Coombs, водещ автор на изследването, обясни, че въпреки че всеки човек произвежда достатъчно азот в урината си, за да оплоди градина, голяма част от света разчита на скъпи, вносни торове. "Не се нуждаете от гигантско химическо растение или дори гнездо на стена", добави Кумбс. "С достатъчно слънце можете да произвеждате тор точно там, където е необходимо, и потенциално дори да съхранявате или продавате излишно електричество."
Изследването разполага и с модел, предназначен да разбере как промените в слънчевата светлина, температурата и електрическата конфигурация биха повлияли на работата на системата.
Той установи, че в региони като Уганда системата за прототип може да генерира до 4,13 долара/кг възстановена азот, повече от двойно по -голяма от потенциалните приходи в Съединените щати. Това помогна на изследователите да заключат, че тяхната система е жизнеспособна, разходи - ефективна алтернатива на традиционните торове, особено в райони, където достъпът до селскостопански суровини е ограничен и където торовете остават скъпи.
Университетът в Станфорд заяви, че премахването на азот от урината прави останалата течност по -безопасна за изхвърляне или повторна употреба за напояване, което добавя, че може да бъде "смяна на играта в много страни, където само малък процент от населението е свързан с централизирани канализационни системи".
"Често мислим за вода, храна и енергия като за напълно отделни системи, но това е един от онези редки случаи, при които инженерните иновации могат да помогнат за решаването на множество проблеми наведнъж", каза Кумбс. "Чисто е, мащабируемо е и буквално се задвижва от слънцето."
