Os pesquisadores da Universidade de Stanford construíram um sistema de remoção eletroquímica térmica fotovoltaica que extrai nutrientes de fertilizantes da urina humana. Eles dizem que o sistema pode fornecer um custo - alternativa eficaz em regiões com acesso limitado a fertilizantes convencionais.
22 de agosto de 2025 Patrick Jowett
Imagem: Eryxson Fonseca, Unsplash
Da revista PV Global
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 "prototipagem e modelagem um sistema de remoção eletroquímica fotovoltaica -térmica para recuperação de nitrogênio da urina distribuída", disponível no diário de pesquisaÁgua da natureza.
O protótipo usa energia solar através de um sistema de remoção eletroquímica térmica fotovoltaica {}} para capturar nitrogênio, um componente -chave dos fertilizantes comerciais, do desperdício de água humana. O nitrogênio na urina humana globalmente é equivalente a cerca de 14% da demanda anual de fertilizantes.
Os pesquisadores disseram em comunicado que o sistema separa a amônia, um composto químico composto de nitrogênio e hidrogênio, da urina. Isso é feito através de uma série de câmaras separadas por membranas que usam eletricidade solar para acionar íons e prender a amônia como sulfato de amônio, um fertilizante comum.
Os pesquisadores coletaram calor residual na parte traseira dos painéis solares através de uma placa fria do 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 de amônia, a etapa final no processo de separação.
Verificou -se que a utilização de calor residual dos painéis solares aumentou sua geração de energia em quase 60%, melhorando a eficiência da 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 em sua urina para fertilizar um jardim, grande parte do mundo depende de fertilizantes caros e importados. "Você não precisa de uma planta química gigante ou mesmo de um soquete de parede", acrescentou Coombs. "Com sol suficiente, você pode produzir fertilizantes exatamente onde é necessário e potencialmente até armazenar ou vender 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 de protótipo poderia gerar até US $ 4,13/kg de nitrogênio recuperado, mais do que o dobro dos ganhos em potencial nos Estados Unidos. Isso ajudou os pesquisadores a concluir que seu sistema é uma alternativa eficaz viável e de custo eficaz aos fertilizantes tradicionais, particularmente em áreas onde o acesso a insumos agrícolas é limitado e onde o fertilizante permanece caro.
A Universidade de Stanford disse que a remoção de nitrogênio da urina torna o líquido restante mais seguro para descarregar ou reutilizar a irrigação, que adiciona 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, comida e energia como sistemas completamente separados, mas esse é um daqueles casos raros em que a inovação em engenharia pode ajudar a resolver vários problemas de uma só vez", disse Coombs. "É limpo, escalável e é literalmente alimentado pelo sol".
