Stanford University 연구원들은 태양 광 - 열 전기 화학 스트리핑 시스템을 구축하여 인간 소변에서 비료 영양소를 추출합니다. 그들은이 시스템이 기존 비료에 대한 접근이 제한적인 지역에서 - 효과적인 대안을 제공 할 수 있다고 말합니다.
2025 년 8 월 22 일 Patrick Jowett
이미지 : Eryxson Fonseca, Unsplash
PV Magazine Global에서
Stanford University의 연구팀은 태양 에너지를 사용하여 인간 소변에서 영양분을 추출하여 지속 가능한 비료를 만드는 프로토 타입을 개발했습니다.
그들은 연구 저널에서 제공되는 분포 소변 질소 회복을위한 광전자로 프로토 타이핑 및 모델링을위한 프로토 타이핑 및 모델링 "에서 제시했다.자연 물.
이 프로토 타입은 태양 광 - 열 전기 화학 스트리핑 시스템을 통해 태양 에너지를 사용하여 인간의 물 폐기물로부터 상업용 비료의 주요 성분 인 질소를 포착합니다. 전 세계적으로 인간 소변의 질소는 연간 비료 수요의 약 14%에 해당합니다.
연구원들은이 시스템이 질소와 수소로 구성된 화학 화합물 인 암모니아를 소변에서 분리한다고 밝혔다. 이것은 태양 전기를 사용하여 이온을 가로 질러 이온을 유도하고 암모니아를 일반적인 비료 인 암모늄으로 포획하는 막에 의해 분리 된 일련의 챔버를 통해 수행됩니다.
연구원들은 부착 된 구리 튜브 콜드 플레이트를 통해 태양 전지판 뒷면에서 폐 열을 수집하여 전기 화학 공정에 사용되는 액체를 따뜻하게했습니다. 그들은 이것이 온난화 속도를 높이는 데 도움이되었고 분리 과정의 마지막 단계 인 암모니아 가스 생산을 장려했습니다.
태양 전지판의 폐 열을 사용하는 것은 전력 생성을 거의 60% 증가시키는 동시에 이전 프로토 타입에 비해 암모니아 회수 효율을 20% 이상 향상시키는 것으로 밝혀졌습니다.
이 연구의 주요 저자 인 Orisa Coombs는 각 사람이 정원을 비옥하게하기에 소변에서 충분한 질소를 생산하더라도 전 세계의 대부분이 비싸고 수입 된 비료에 의존하고 있다고 설명했습니다. "당신은 거대한 화학 공장이나 벽 소켓이 필요하지 않습니다."라고 Coombs는 덧붙였습니다. "햇빛이 충분하면 필요한 곳에 비료를 생산할 수 있으며 과도한 전기를 저장하거나 판매 할 수 있습니다."
이 연구는 또한 햇빛, 온도 및 전기 구성의 변화가 시스템의 성능에 어떤 영향을 미치는지 이해하도록 설계된 모델을 특징으로합니다.
우간다와 같은 지역에서는 프로토 타입 시스템이 최대 $ 4.13/kg의 질소 회수를 생성 할 수 있으며, 이는 미국의 잠재적 수입의 두 배 이상을 두 배 이상 증가시킬 수 있음을 발견했습니다. 이를 통해 연구원들은 자신의 시스템이 전통적인 비료에 대한 효과적인 대안, 특히 농업 투입에 대한 접근이 제한되고 비료가 비싸지 않은 지역에서 실행 가능한 비용 - 효과적인 대안이라고 결론을 내 렸습니다.
스탠포드 대학교 (Stanford University)는 소변에서 질소를 제거하면 나머지 액체가 관개를 위해 배출 또는 재사용을 위해 더 안전하게 만듭니다. 이는 "인구의 적은 비율 만 중앙 하수 시스템에 연결되는 많은 국가에서 게임 체인저"가 될 수 있다고 말했다.
"우리는 종종 물, 식품 및 에너지를 완전히 분리 된 시스템으로 생각하지만, 이는 엔지니어링 혁신이 한 번에 여러 가지 문제를 해결하는 데 도움이되는 드문 경우 중 하나입니다."라고 Coombs는 말했습니다. "깨끗하고 확장 가능하며 말 그대로 태양에 의해 구동됩니다."
