{"id":167084,"date":"2025-09-03T07:26:00","date_gmt":"2025-09-03T05:26:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=167084"},"modified":"2025-08-28T13:00:06","modified_gmt":"2025-08-28T11:00:06","slug":"flussiges-gold-prototyp-erntet-wertvolle-ressource-aus-urin","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/flussiges-gold-prototyp-erntet-wertvolle-ressource-aus-urin\/","title":{"rendered":"Fl\u00fcssiges Gold: Prototyp erntet wertvolle Ressource aus Urin"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Ein neu entwickeltes System verwandelt menschliche Abf\u00e4lle in ein leistungsf\u00e4higes Instrument f\u00fcr rentable und nachhaltige Energie und Landwirtschaft in ressourcenbeschr\u00e4nkten Regionen. Der Prototyp, der in einer von Stanford geleiteten Studie beschrieben wurde, gewinnt aus\u00a0Urin<\/a>\u00a0einen wertvollen D\u00fcnger zur\u00fcck und nutzt dabei Solarenergie, die auch f\u00fcr andere Zwecke genutzt werden kann. Dabei sorgt das System f\u00fcr eine grundlegende Hygiene und macht das Abwasser sicherer f\u00fcr die Einleitung oder Wiederverwendung zur Bew\u00e4sserung.<\/p>\n\n\n

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Symbolisches Bild \/ AI-generated image<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

“Bei diesem Projekt geht es darum, ein Abfallproblem in eine Ressource zu verwandeln”, sagte der Hauptautor der Studie, William Tarpeh, Assistenzprofessor f\u00fcr Chemieingenieurwesen an der Stanford School of Engineering. “Mit diesem System fangen wir N\u00e4hrstoffe auf, die andernfalls weggesp\u00fclt w\u00fcrden oder der Umwelt schaden w\u00fcrden, und verwandeln sie in etwas Wertvolles – D\u00fcnger f\u00fcr Nutzpflanzen – und das ohne Zugang zu einem Stromnetz.<\/p>\n\n\n\n

Stickstoff ist ein wichtiger Bestandteil von Handelsd\u00fcngern. Traditionell wird er in einem kohlenstoffintensiven Verfahren hergestellt und weltweit von gro\u00dfen Industrieanlagen verteilt, von denen sich viele in wohlhabenderen L\u00e4ndern befinden, was zu h\u00f6heren Preisen in L\u00e4ndern mit niedrigem und mittlerem Einkommen f\u00fchrt. Weltweit entspricht der Stickstoff im menschlichen Urin etwa 14% des j\u00e4hrlichen D\u00fcngerbedarfs.<\/p>\n\n\n\n

Der Prototyp trennt Ammoniak – eine chemische Verbindung aus Stickstoff und Wasserstoff – aus dem Urin durch eine Reihe von Kammern, die durch Membranen voneinander getrennt sind, und nutzt solar erzeugten Strom, um Ionen durch die Kammern zu treiben und Ammoniak schlie\u00dflich als Ammoniumsulfat, ein g\u00e4ngiges D\u00fcngemittel, einzufangen. Die Erw\u00e4rmung des Systems – unter Verwendung von Abw\u00e4rme, die von der R\u00fcckseite der Photovoltaik-Solarpaneele \u00fcber eine angebrachte Kupferrohr-K\u00fchlplatte gesammelt wird – tr\u00e4gt zur Beschleunigung des Prozesses bei, indem die Produktion von Ammoniakgas, dem letzten Schritt im Trennungsprozess, gef\u00f6rdert wird. Solarmodule produzieren au\u00dferdem bei niedrigeren Temperaturen mehr Strom, so dass die Abw\u00e4rme dazu beitr\u00e4gt, sie k\u00fchl und effizient zu halten. <\/p>\n\n\n\n

“Jeder Mensch produziert in seinem Urin genug Stickstoff, um einen Garten zu d\u00fcngen, aber ein Gro\u00dfteil der Welt ist stattdessen auf teure importierte D\u00fcngemittel angewiesen”, sagte Orisa Coombs, die Hauptautorin der Studie und Doktorandin im Fachbereich Maschinenbau. “Man braucht keine riesige Chemiefabrik oder gar eine Steckdose. Bei ausreichender Sonneneinstrahlung kann man D\u00fcnger genau dort produzieren, wo er gebraucht wird, und m\u00f6glicherweise sogar \u00fcbersch\u00fcssigen Strom speichern oder verkaufen.”<\/p>\n\n\n\n

Die Studie zeigt, dass die Einbindung der von den Sonnenkollektoren erzeugten W\u00e4rme zur Erw\u00e4rmung der im elektrochemischen Prozess verwendeten Fl\u00fcssigkeit und zur Steuerung des dem elektrochemischen System zugef\u00fchrten Stroms die Stromerzeugung um fast 60 % erh\u00f6ht und die Effizienz der Ammoniakr\u00fcckgewinnung um mehr als 20 % verbessert hat, verglichen mit fr\u00fcheren Prototypen, die diese Funktionen nicht integriert hatten. Die Nutzung dieser Abw\u00e4rme ist besonders vielversprechend, da sie in gro\u00dfen Mengen anf\u00e4llt: Etwa 80 % der Sonnenenergie, die auf die Solarzellen trifft, geht verloren, was andernfalls zu einer \u00dcberhitzung des Systems und zu Effizienzeinbu\u00dfen f\u00fchren k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n

Die Forscher haben auch ein detailliertes Modell entwickelt, um vorherzusagen, wie sich Ver\u00e4nderungen der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und der elektrischen Konfiguration auf die Systemleistung und die Wirtschaftlichkeit auswirken. Das Modell zeigte, dass das System in Regionen wie Uganda, wo D\u00fcngemittel teuer und die Energieinfrastruktur begrenzt ist, bis zu 4,13 US-Dollar pro Kilogramm zur\u00fcckgewonnenen Stickstoffs einbringen k\u00f6nnte – mehr als das Doppelte des potenziellen Ertrags in den USA.<\/p>\n\n\n\n

Die Forscher sind der Meinung, dass das Konzept skalierbar ist und Landwirten und Gemeinden auf der ganzen Welt helfen k\u00f6nnte. Die Erkenntnisse \u00fcber die Integration der Abw\u00e4rme von Solarmodulen k\u00f6nnten auch auf Industrieanlagen wie Kl\u00e4ranlagen angewandt werden, die in der Lage sind, die bei der Stromerzeugung entstehende W\u00e4rme zu nutzen, um eine Reihe von Anwendungen zu betreiben.<\/p>\n\n\n\n

Coombs arbeitet an einem Prototyp, der die dreifache Reaktorkapazit\u00e4t hat, wesentlich mehr Urin verarbeiten kann und schneller arbeitet, wenn mehr Sonnenlicht zur Verf\u00fcgung steht.<\/p>\n\n\n\n

Neben der M\u00f6glichkeit, ein wertvolles Produkt zu gewinnen und Energie zu erzeugen, verspricht dieser Ansatz auch eine wirksame Abwasserreinigung. Mehr als 80% der Abw\u00e4sser werden nicht gereinigt – ein Gro\u00dfteil davon in L\u00e4ndern mit niedrigem und mittlerem Einkommen, so die UN. Stickstoff im Abwasser kann das Grundwasser und die Trinkwasserquellen verunreinigen und sauerstoffzehrende Algenbl\u00fcten verursachen, die Wasserpflanzen und -tiere abt\u00f6ten. Durch die Entfernung von Stickstoff aus dem Urin macht das Prototypsystem die verbleibende Fl\u00fcssigkeit sicherer f\u00fcr die Einleitung oder Wiederverwendung zur Bew\u00e4sserung. Die M\u00f6glichkeit, dies mit einem selbstbetriebenen System zu tun, k\u00f6nnte in vielen L\u00e4ndern, in denen nur ein kleiner Prozentsatz der Bev\u00f6lkerung an zentrale Abwassersysteme angeschlossen ist, eine entscheidende Rolle spielen.<\/p>\n\n\n\n

“Wir denken oft an Wasser, Lebensmittel und Energie als v\u00f6llig getrennte Systeme, aber dies ist einer der seltenen F\u00e4lle, in denen technische Innovationen dazu beitragen k\u00f6nnen, mehrere Probleme auf einmal zu l\u00f6sen”, so Coombs. “Sie ist sauber, skalierbar und wird buchst\u00e4blich von der Sonne gespeist.<\/p>\n\n\n\n

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Originalartikel<\/h3>\n\n\n\n

“Prototyping and Modeling a Photovoltaic\/Thermal Electrochemical Stripping System for Distributed Urine Nitrogen Recovery<\/a>“; Nature Water 2025<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

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Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff \u00fcbersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen \u00dcbersetzungen an, um eine gr\u00f6\u00dfere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu pr\u00e4sentieren. Da dieser Artikel mit automatischer \u00dcbersetzung \u00fcbersetzt wurde, ist es m\u00f6glich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enth\u00e4lt. Den urspr\u00fcnglichen Artikel in Englisch finden Sie\u00a0hier<\/a>.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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