Система Prototype перетворює сечу на сонячно живлений добриво та чисту воду

Інноваційний прототип перетворює сечу на добриво та генерує електроенергію

Дослідницька група під керівництвом Stanford розробила революційний прототип, який перетворює сечу на добриво, одночасно генеруючи електроенергію та покращуючи санітарні умови. Система, описана в Nature Water, використовує сонячну енергію та вловлюване тепловідведення для відновлення аміаку, пропонуючи децентралізоване рішення для сільського господарства та енергетики в регіонах з обмеженими ресурсами. “Цей проект стосується того, щоб перетворити проблему з відходами на ресурсну можливість,” – зазначив старший автор William Tarpeh, доцент кафедри хімічної інженерії.

Азот, основний компонент добрив, зазвичай виробляється в енергоємних процесах, які зосереджені в багатих країнах, залишаючи регіони, що розвиваються, залежними від дорогого імпорту. Людська сеча містить азот, еквівалентний 14% від річного глобального попиту на добрива.

Принцип роботи інноваційного прототипу

Прототип відокремлює аміак від сечі за допомогою мембранних камер, які живляться електрикою, згенерованою від сонячних батарей. Відходи тепла від сонячних панелей, які збираються через мідні трубки, прискорюють виробництво аміаку і охолоджують панелі для підвищення ефективності. Система захоплює аміак у вигляді сульфату амонію, широко використовуваного як добриво.

“Кожна людина виробляє достатньо азоту в своїй сечі, щоб удобрити сад, але більша частина світу покладається на дорогі імпортні добрива,” – сказав головний автор Orisa Coombs, аспірант Stanford. “Вам не потрібні гігантські хімічні заводи або навіть електромережа. Достатньо сонячного світла, щоб виробляти добриво саме там, де воно потрібне, з можливістю зберігати або продавати надлишок електроенергії.”

Економічна доцільність та екологічна користь

Інтеграція сонячного тепловідведення збільшила вихід електроенергії майже на 60% і підвищила ефективність відновлення аміаку більш ніж на 20% порівняно з попередніми конструкціями. Модель команди показує, що система може давати до $4,13 за кілограм відновленого азоту в регіонах типу Уганди, де вартість добрив висока, а доступ до енергії обмежений.

Дослідники розробляють більшу версію з потрійною ємністю реактора. Окрім відновлення ресурсів, система також покращує санітарні умови, видаляючи азот, який в іншому випадку забруднює водні шляхи та сприяє кисневим виснаженням, що викликає цвітіння водоростей. З понад 80% світових стічних вод, які залишаються необробленими, цей підхід міг би приносити користь громадам, які не ма