Ερευνητές του Πανεπιστημίου Στάνφορντ ανέπτυξαν ένα νέο σύστημα που χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια για να μετατρέπει τα ανθρώπινα ούρα σε βιώσιμο λίπασμα. Το πρωτότυπο, που παρουσιάστηκε στο περιοδικό Nature Water, αξιοποιεί ένα φωτοβολταϊκό-θερμικό ηλεκτροχημικό σύστημα απομάκρυνσης, ώστε να εξάγει άζωτο – βασικό συστατικό των εμπορικών λιπασμάτων – από τα ούρα. Παγκοσμίως, το άζωτο που περιέχεται στα ανθρώπινα ούρα καλύπτει περίπου το 14% της ετήσιας ζήτησης λιπασμάτων, υπογραμμίζοντας τη σημασία της τεχνολογίας.

Η διαδικασία διαχωρίζει την αμμωνία από τα ούρα μέσα από μια σειρά θαλάμων που διαχωρίζονται με μεμβράνες, χρησιμοποιώντας ηλιακή ηλεκτρική ενέργεια για τη μετακίνηση ιόντων και την παγίδευση της αμμωνίας ως θειικό αμμώνιο, ένα κοινό λίπασμα. Η θερμότητα που παράγεται στα πίσω μέρη των φωτοβολταϊκών πάνελ αξιοποιείται μέσω χαλκοσωλήνων για να θερμάνει το υγρό, επιταχύνοντας την παραγωγή αμμωνίας και αυξάνοντας την αποτελεσματικότητα του συστήματος. Η αξιοποίηση αυτής της θερμότητας αύξησε την παραγωγή ενέργειας κατά σχεδόν 60% και βελτίωσε την απόδοση ανάκτησης αμμωνίας πάνω από 20% σε σχέση με προηγούμενα πρωτότυπα.

Σύμφωνα με το περιοδικό pv, η επικεφαλής της έρευνας, Orisa Coombs, τονίζει την προσβασιμότητα του συστήματος: «Δεν χρειάζεσαι μεγάλο χημικό εργοστάσιο ή σύνδεση σε πρίζα. Με αρκετό ήλιο, μπορείς να παράγεις λίπασμα τοπικά, και το πλεονάζον ρεύμα μπορεί να αποθηκευτεί ή να πωληθεί».

Το μοντέλο απόδοσης έδειξε ότι σε χώρες όπως η Ουγκάντα, το σύστημα θα μπορούσε να αποφέρει έως $4,13 ανά κιλό ανακτημένου αζώτου, περισσότερο από διπλάσιο κέρδος σε σχέση με τις ΗΠΑ. Η αφαίρεση αζώτου από τα ούρα καθιστά επίσης το υπόλοιπο υγρό ασφαλές για απόρριψη ή επαναχρησιμοποίηση στην άρδευση, προσφέροντας επιπλέον περιβαλλοντικά οφέλη, ειδικά σε περιοχές με περιορισμένο αποχετευτικό δίκτυο.

Οι ερευνητές υπογραμμίζουν ότι η τεχνολογία αυτή αντιμετωπίζει πολλαπλές παγκόσμιες προκλήσεις ταυτόχρονα, όπως ασφάλεια τροφίμων, ποιότητα νερού και αξιοποίηση ανανεώσιμης ενέργειας. Το σύστημα είναι κλιμακώσιμο, οικονομικά προσιτό και πλήρως ηλιακό, προσφέροντας μια υποσχόμενη καινοτομία στη βιώσιμη γεωργία και στην ανάκτηση πόρων.

Διαβάστε ακόμη