Uma equipe de pesquisa da Universidade de Stanford desenvolveu um protótipo que usa energia solar para extrair nutrientes da urina humana para criar um fertilizante sustentável.
Eles apresentaram o sistema em “Prototyping and modelling a photovoltaic–thermal electrochemical stripping system for distributed urine nitrogen recovery“, disponível na revista de pesquisa Nature Water.
O protótipo usa energia solar por meio de um sistema de decapagem eletroquímica fotovoltaica-térmica para capturar nitrogênio, um componente-chave de fertilizantes comerciais, de resíduos de água humana. O nitrogênio na urina humana globalmente é equivalente a cerca de 14% da demanda anual de fertilizantes.
Os pesquisadores disseram em um comunicado que o sistema separa a amônia, um composto químico composto de nitrogênio e hidrogênio, da urina. Isso é feito por meio de uma série de câmaras separadas por membranas que usam eletricidade solar para conduzir íons e reter a amônia como sulfato de amônio, um fertilizante comum.
Os pesquisadores coletaram o calor residual da parte traseira dos painéis solares por meio de uma placa fria de tubo de cobre anexada para aquecer o líquido usado no processo eletroquímico. Eles descobriram que isso ajudou a acelerar o aquecimento e incentivou a produção de gás amônia, a etapa final do processo de separação.
Descobriu-se que a utilização de calor residual de painéis solares aumenta sua geração de energia em quase 60%, melhorando a eficiência de recuperação de amônia em mais de 20%, em comparação com os protótipos anteriores.
Orisa Coombs, principal autora do estudo, explicou que, apesar de cada pessoa produzir nitrogênio suficiente na urina para fertilizar um jardim, grande parte do mundo depende de fertilizantes importados caros. “Você não precisa de uma fábrica de produtos químicos gigante ou mesmo de uma tomada de parede”, acrescentou Coombs. “Com luz solar suficiente, você pode produzir fertilizantes exatamente onde é necessário e, potencialmente, até armazenar ou vender o excesso de eletricidade.”
A pesquisa também apresenta um modelo projetado para entender como as mudanças na luz solar, temperatura e configuração elétrica afetariam o desempenho do sistema.
Ele descobriu que em regiões como Uganda, o sistema protótipo poderia gerar até US $ 4,13 / kg de nitrogênio recuperado, mais que o dobro dos ganhos potenciais nos Estados Unidos. Isso ajudou os pesquisadores a concluir que seu sistema é uma alternativa viável e econômica aos fertilizantes tradicionais, particularmente em áreas onde o acesso a insumos agrícolas é limitado e onde os fertilizantes permanecem caros.
A Universidade de Stanford disse que a remoção de nitrogênio da urina torna o líquido restante mais seguro para descarga ou reutilização para irrigação, o que acrescenta que pode ser um “divisor de águas em muitos países onde apenas uma pequena porcentagem da população está conectada a sistemas de esgoto centralizados”.
“Muitas vezes pensamos em água, alimentos e energia como sistemas completamente separados, mas este é um daqueles raros casos em que a inovação em engenharia pode ajudar a resolver vários problemas ao mesmo tempo”, disse Coombs. “É limpo, escalável e literalmente alimentado pelo sol.”
Este conteúdo é protegido por direitos autorais e não pode ser reutilizado. Se você deseja cooperar conosco e gostaria de reutilizar parte de nosso conteúdo, por favor entre em contato com: editors@pv-magazine.com.
Ao enviar este formulário, você concorda com a pv magazine usar seus dados para o propósito de publicar seu comentário.
Seus dados pessoais serão apenas exibidos ou transmitidos para terceiros com o propósito de filtrar spam, ou se for necessário para manutenção técnica do website. Qualquer outra transferência a terceiros não acontecerá, a menos que seja justificado com base em regulamentações aplicáveis de proteção de dados ou se a pv magazine for legalmente obrigada a fazê-lo.
Você pode revogar esse consentimento a qualquer momento com efeito para o futuro, em cujo caso seus dados serão apagados imediatamente. Ainda, seus dados podem ser apagados se a pv magazine processou seu pedido ou se o propósito de guardar seus dados for cumprido.
Mais informações em privacidade de dados podem ser encontradas em nossa Política de Proteção de Dados.