Stanford Üniversitesi araştırmacıları, gübre besinleri insan idrarından çıkaran bir fotovoltaik - termal elektrokimyasal soyma sistemi inşa ettiler. Sistemin, geleneksel gübrelere sınırlı erişimi olan bölgelerde - etkili bir alternatif sağlayabileceğini söylüyorlar.
22 Ağustos 2025 Patrick Jowett
Resim: Eryxson Fonseca, Unplash
PV Magazine Global'den
Stanford Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, sürdürülebilir bir gübre oluşturmak için insan idrarından besinleri çıkarmak için güneş enerjisi kullanan bir prototip geliştirdi.
Araştırma dergisinde bulunan "dağıtılmış idrar azot iyileşmesi için bir fotovoltaik -termal elektrokimyasal sıyırma sisteminin prototiplenmesi ve modellenmesi" sistemi sundular.Doğa suyu.
Prototip, insan su atıklarından ticari gübrelerin temel bir bileşeni olan azotu yakalamak için bir fotovoltaik - termal elektrokimyasal sıyırma sistemi yoluyla güneş enerjisi kullanır. Küresel olarak insan idrarındaki azot yıllık gübre talebinin yaklaşık% 14'üne eşdeğerdir.
Araştırmacılar bir açıklamada, sistemin azot ve hidrojenden oluşan kimyasal bir bileşik olan amonyakları idrardan ayırdığını söyledi. Bu, iyonları yönlendirmek ve amonyağı ortak bir gübre olan amonyum sülfat olarak tuzağa düşürmek için güneş enerjisi kullanan membranlarla ayrılmış bir dizi oda ile yapılır.
Araştırmacılar, elektrokimyasal işlemde kullanılan sıvıyı ısıtmak için ekli bir bakır tüp soğuk plaka yoluyla güneş panellerinin arkasından atık ısı topladılar. Bunun ısınmayı hızlandırmaya yardımcı olduğunu ve ayrılık sürecinin son adımı olan amonyak gaz üretimini teşvik ettiğini buldular.
Güneş panellerinden atık ısının kullanılmasının, daha önceki prototiplere kıyasla amonyak geri kazanım verimliliğini% 20'den fazla artırırken, enerji üretimlerini yaklaşık% 60 artırdığı bulunmuştur.
Çalışmanın baş yazarı Orisa Coombs, bir bahçeyi gübrelemek için idrarında yeterli azot üretmesine rağmen, dünyanın çoğunun pahalı, ithal gübrelere bağlı olduğunu açıkladı. Coombs, "Dev bir kimyasal bitkiye veya hatta bir duvar soketine ihtiyacınız yok." "Yeterli güneş ışığı ile gübre tam olarak ihtiyaç duyduğu yerde üretebilir ve potansiyel olarak fazla elektrik depolayabilir veya satabilirsiniz."
Araştırma ayrıca güneş ışığı, sıcaklık ve elektrik konfigürasyonundaki değişikliklerin sistemin performansını nasıl etkileyeceğini anlamak için tasarlanmış bir model içeriyor.
Uganda gibi bölgelerde prototip sisteminin, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki potansiyel kazançların iki katından fazla olan 4,13 $/kg'a kadar azot üretebileceğini buldu. Bu, araştırmacıların sistemlerinin, özellikle tarımsal girdilere erişimin sınırlı olduğu ve gübrenin pahalı kaldığı alanlarda, geleneksel gübrelere uygun, maliyet - etkili bir alternatif olduğu sonucuna varmasına yardımcı oldu.
Stanford Üniversitesi, azotun idrardan çıkarılmasının, kalan sıvıyı sulama için deşarj veya yeniden kullanım için daha güvenli hale getirdiğini, eklediği "nüfusun sadece küçük bir yüzdesinin merkezi kanalizasyon sistemlerine bağlı olduğu birçok ülkede oyun değiştirici olabileceğini" söyledi.
Coombs, "Sık sık su, yiyecek ve enerjiyi tamamen ayrı sistemler olarak düşünüyoruz, ancak bu, mühendislik inovasyonunun aynı anda birden fazla sorunun çözülmesine yardımcı olabileceği nadir durumlardan biridir." Dedi. "Temiz, ölçeklenebilir ve kelimenin tam anlamıyla güneş tarafından destekleniyor."
