स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक फोटोवोल्टिक - थर्मल इलेक्ट्रोकेमिकल स्ट्रिपिंग सिस्टम बनाया है जो मानव मूत्र से उर्वरक पोषक तत्वों को निकालता है। वे कहते हैं कि सिस्टम पारंपरिक उर्वरकों तक सीमित पहुंच वाले क्षेत्रों में एक लागत - प्रभावी विकल्प प्रदान कर सकता है।
22 अगस्त, 2025 पैट्रिक जोवेट
छवि: एरीक्सन फोंसेका, अनक्लाश
पीवी पत्रिका ग्लोबल से
स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी की एक शोध टीम ने एक प्रोटोटाइप विकसित किया है जो एक स्थायी उर्वरक बनाने के लिए मानव मूत्र से पोषक तत्वों को निकालने के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग करता है।
उन्होंने अनुसंधान पत्रिका में उपलब्ध "प्रोटोटाइपिंग और एक फोटोवोल्टिक -थर्मल इलेक्ट्रोकेमिकल स्ट्रिपिंग सिस्टम के लिए एक फोटोवोल्टिक -थर्मल इलेक्ट्रोकेमिकल स्ट्रिपिंग सिस्टम को प्रस्तुत किया," अनुसंधान पत्रिका में उपलब्ध है।नेचर वाटर.
प्रोटोटाइप एक फोटोवोल्टिक - थर्मल इलेक्ट्रोकेमिकल स्ट्रिपिंग सिस्टम के माध्यम से सौर ऊर्जा का उपयोग करता है, जो कि मानव जल अपशिष्ट से, कमर्शियल उर्वरकों के एक प्रमुख घटक नाइट्रोजन को पकड़ने के लिए होता है। विश्व स्तर पर मानव मूत्र में नाइट्रोजन वार्षिक उर्वरक मांग के लगभग 14% के बराबर है।
शोधकर्ताओं ने एक बयान में कहा कि प्रणाली अमोनिया को अलग करती है, जो नाइट्रोजन और हाइड्रोजन से बना एक रासायनिक यौगिक मूत्र से बना है। यह झिल्ली द्वारा अलग किए गए कक्षों की एक श्रृंखला के माध्यम से किया जाता है जो सौर बिजली का उपयोग आयनों को चलाने के लिए और अमोनिया को अमोनियम सल्फेट के रूप में फंसाने के लिए एक सामान्य उर्वरक है।
शोधकर्ताओं ने इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया में उपयोग किए गए तरल को गर्म करने के लिए एक संलग्न कॉपर ट्यूब कोल्ड प्लेट के माध्यम से सौर पैनलों के पीछे से कचरे की गर्मी एकत्र की। उन्होंने पाया कि यह वार्मिंग को तेज करने और अमोनिया गैस उत्पादन को प्रोत्साहित करने में मदद करता है, जो अलगाव प्रक्रिया में अंतिम चरण है।
सौर पैनलों से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करने से पहले के प्रोटोटाइप की तुलना में अमोनिया रिकवरी दक्षता में 20% से अधिक की वृद्धि करते हुए उनकी बिजली उत्पादन में लगभग 60% की वृद्धि हुई थी।
अध्ययन के प्रमुख लेखक ओरिसा कोम्ब्स ने समझाया कि प्रत्येक व्यक्ति को एक बगीचे को निषेचित करने के लिए अपने मूत्र में पर्याप्त नाइट्रोजन का उत्पादन करने के बावजूद, दुनिया का अधिकांश हिस्सा महंगे, आयातित उर्वरकों पर निर्भर है। "आपको एक विशाल रासायनिक संयंत्र या यहां तक कि एक दीवार सॉकेट की आवश्यकता नहीं है," कोम्ब्स ने कहा। "पर्याप्त धूप के साथ, आप उर्वरक का उत्पादन कर सकते हैं जहां इसकी आवश्यकता है, और संभावित रूप से यहां तक कि स्टोर या अतिरिक्त बिजली भी बेच सकते हैं।"
अनुसंधान में यह भी समझने के लिए डिज़ाइन किया गया एक मॉडल है कि सूर्य के प्रकाश, तापमान और विद्युत कॉन्फ़िगरेशन में परिवर्तन सिस्टम के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करेगा।
यह पाया गया कि युगांडा जैसे क्षेत्रों में प्रोटोटाइप प्रणाली $ 4.13/किग्रा नाइट्रोजन तक पहुंच सकती है, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में संभावित आय से दोगुना से अधिक है। इसने शोधकर्ताओं को यह निष्कर्ष निकालने में मदद की कि उनकी प्रणाली एक व्यवहार्य, लागत - पारंपरिक उर्वरकों के लिए प्रभावी विकल्प है, विशेष रूप से उन क्षेत्रों में जहां कृषि आदानों तक पहुंच सीमित है और जहां उर्वरक महंगा रहता है।
स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी ने कहा कि नाइट्रोजन को मूत्र से हटाने से शेष तरल को सिंचाई के लिए डिस्चार्ज या पुन: उपयोग करने के लिए सुरक्षित बनाता है, जो यह जोड़ता है कि "कई देशों में गेम चेंजर हो सकता है जहां आबादी का केवल एक छोटा प्रतिशत केंद्रीकृत सीवेज सिस्टम से जुड़ा होता है"।
"हम अक्सर पानी, भोजन और ऊर्जा के बारे में पूरी तरह से अलग सिस्टम के रूप में सोचते हैं, लेकिन यह उन दुर्लभ मामलों में से एक है जहां इंजीनियरिंग नवाचार एक साथ कई समस्याओं को हल करने में मदद कर सकता है," कोम्ब्स ने कहा। "यह साफ है, यह स्केलेबल है, और यह सचमुच सूर्य द्वारा संचालित है।"
