Vědci z univerzity Stanfordské univerzity vybudovali fotovoltaicko-termální elektrochemický stripovací systém, který extrahuje živiny hnojiv z lidské moči. Říká se, že systém by mohl poskytnout nákladově efektivní alternativu v regionech s omezeným přístupem k konvenčním hnojivům.
22. srpna 2025 Patrick Jowett
Obrázek: Eryxson Fonseca, Unsplash
Z PV Magazine Global
Výzkumný tým ze Stanfordské univerzity vyvinul prototyp, který používá sluneční energii k extrakci živin z lidské moči k vytvoření udržitelného hnojiva.
Představili systém v „Prototypování a modelování fotovoltaického - tentmálního elektrochemického stripovacího systému pro distribuovanou regeneraci moči,“ dostupné ve výzkumném časopisePřírodní voda.
Prototyp používá sluneční energii prostřednictvím fotovoltaicko-termálního elektrochemického stripovacího systému k zachycení dusíku, klíčové složky komerčních hnojiv, z odpadu z lidské vody. Globálně dusík v lidské moči je ekvivalentní přibližně 14% roční poptávky po hnojivě.
Vědci ve svém prohlášení uvedli, že systém odděluje amoniak, chemickou sloučeninu složenou z dusíku a vodíku, od moči. To se provádí prostřednictvím řady komor oddělených membránami, které používají sluneční elektřinu k řízení iontů napříč a zachycují amoniak jako síran amonný, běžné hnojivo.
Vědci shromáždili odpadní teplo ze zadní části solárních panelů pomocí připojené studené desky měděné trubice, aby zahřáli kapalinu používanou v elektrochemickém procesu. Zjistili, že to pomohlo urychlit oteplování a povzbudilo produkci plynu amoniaku, což je poslední krok v separačním procesu.
Bylo zjištěno, že využití odpadního tepla ze solárních panelů zvyšuje výrobu energie o téměř 60% a zároveň zlepšilo účinnost zotavení amonia o více než 20%, ve srovnání s dřívějšími prototypy.
Orisa Coombs, hlavní autorka studie, vysvětlila, že i přes každý člověk, který produkuje dostatek dusíku v moči, aby oplodnil zahradu, se většina světa spoléhá na drahé, dovážené hnojivy. „Nepotřebujete obří chemickou rostlinu nebo dokonce nástěnnou zásuvku,“ dodal Coombs. "S dostatečným sluncem můžete vyrobit hnojivo tam, kde je to potřeba, a potenciálně dokonce ukládat nebo prodávat přebytečnou elektřinu."
Výzkum také obsahuje model navržený tak, aby pochopil, jak by změny v slunečním světle, teplotě a elektrické konfiguraci ovlivnily výkon systému.
Zjistilo se, že v regionech, jako je Uganda, mohl prototypový systém generovat zpět 4,13 $/kg dusíku, což je více než dvojnásobek potenciálních výdělků ve Spojených státech. To pomohlo vědcům dojít k závěru, že jejich systém je životaschopnou, nákladově efektivní alternativou k tradičním hnojivům, zejména v oblastech, kde je přístup k zemědělským vstupům omezený a kde hnojivo zůstává nákladné.
Stanfordská univerzita uvedla, že odstranění dusíku z moči činí zbývající kapalinu bezpečnější k vypouštění nebo opětovnému použití zavlažování, což přidává, může být „měničem her v mnoha zemích, kde je pouze malé procento populace spojeno s centralizovanými kanalizačními systémy“.
"Často uvažujeme o vodě, jídle a energii jako na zcela oddělené systémy, ale toto je jeden z těch vzácných případů, kdy inženýrské inovace mohou pomoci vyřešit více problémů najednou," řekl Coombs. "Je to čisté, je to škálovatelné a je doslova poháněn sluncem."
