Hnojivo vyrobené z moči může zlepšit zemědělství ve vesmíru

Hospodaření s lidskou močí: vědci z Japonska elektrochemicky produkují amoniak z moči k pěstování rostlin ve vesmíru. Zápočet: Freepik

Vědci z Tokijské univerzity vědy vyvíjejí novou elektrochemickou technologii pro výrobu hnojiv na bázi amoniaku z močoviny.

Z pohledu budoucích společností je v uzavřenějších prostředích, jako je vesmírná stanice, kritická vlastní účinnost při výrobě potravin a nakládání s odpady. K dosažení tohoto cíle však chybí technologie. V nové studii si vědci z Japonska osvětlili svůj nejnovější úspěch: levný a efektivní způsob výroby tekutého hnojiva (amoniaku) ze zjednodušené umělé moči, která slouží ideálnímu dvojímu účelu pěstování potravin a zpracování odpadu.

V extrémních prostředích se i ty nejjednodušší úkoly mohou zdát jako nepřekonatelné výzvy. Kvůli těžkostem si lidé většinou vytvořili důvody, proč upřednostňovat sklizeň, chov dobytka a stavbu úkrytů. Ale když se snažíme rozšířit hranice průzkumu člověka, země a vesmíru, průkopníci tohoto hledání bezpochyby narazí na podmínky, které ze všech důvodů a účelů nezpůsobí škodu. – muž člověka.

Jednou z klíčových výzev, kterým čelí jakékoli plánované dlouhodobé osídlení, ať už je to Antarktida nebo jiné Mars (možná v blízké budoucnosti) poté, co dosáhne určité míry autonomie, přežít izolované kolonie i v případě neposkytnutí. A klíčem k dosažení této autonomie je zajištění kvality potravin a soběstačnosti. Není divu, že kosmická technologie je jedním z výzkumných témat, která se v současné době vyvíjejí ve Výzkumném centru pro vesmírnou kolonii na Tokijské univerzitě věd. Vědci požadovali pokrok v technologii pro bezpečné a udržitelné zemědělství na volném poli – s úmyslem udržet lidi po dlouhou dobu v uzavřenějším prostředí, jako je vesmírná stanice.

Výsledkem bylo, že nedávná studie byla provedena týmem japonských vědců vedeným juniorským docentem Norihiro Suzuki z Tokijské univerzity věd – tato studie, publikovaná jako „Letter“, na přední obálce prestižní New Journal of Chemistry Královské společnosti chemie. V této studii Dr. Suzuki a jeho tým řeší problém přípravy jídla v uzavřených prostředích, například v prostorách vesmírné stanice.

Je známo, že zemědělci používají živočišný odpad jako hnojivo po tisíce let jako zdroj dusíku, Dr. Suzuki a jeho tým mají možnost vyrábět z močoviny (hlavní složky v moči) a vyrábět tekuté hnojivo. Současně vyřeší problém zpracování nebo nakládání s lidským odpadem na otevřeném prostranství! Jak vysvětlil Dr. Suzuki, „Tento proces je zajímavý z hlediska výroby užitečného produktu, tj. Amoniaku, z odpadního produktu, tj. Moči, za použití běžného vybavení atmosférického tlaku a teploty místnosti.“

Do výzkumného týmu byli také Akihiro Okazaki, Kai Takagi a Izumi Serizawa ze společnosti ORC Manufacturing Co. Ltd., Japonsko prochází „elektrochemickým“ procesem k extrakci amonných iontů (běžně se vyskytujících v běžných tucích) ze vzorku umělé moči. Jejich experimentální nastavení je jednoduché: na jedné straně je „reakční“ článek s elektrodou „boronem dopovaný diamant“ (BDD) a světlem indukovatelným katalyzátorem nebo „fotokatalyzátorem“ materiál vyrobený z oxidu titaničitého. Na druhé straně je „čítačový“ článek s jednoduchou platinovou elektrodou. Jak buňka nyní reaguje, močovina se oxiduje za vzniku amonných iontů. Dr. Suzuki uspěje následovně, „Připojil jsem se k„ Space Agriteam “zabývajícímu se výrobou potravin a můj výzkumný pracovník je ve fyzikální chemii; proto jsem přišel s nápadem„ elektrochemicky “vyrobit kapalné hnojivo.“

Výzkumný tým okamžitě zkoumal, zda by buňka mohla být účinnější v přítomnosti fotokatalyzátoru, a to porovnáním reakce buňky s ní a bez ní. Zjistili, že zatímco počáteční vyčerpání močoviny je stejné nebo menší než stejné, ionty na bázi dusíku se liší v čase a distribuci v zavedeném fotokatalyzátoru. Koncentrace dusitanových a dusičnanových iontů není tak vysoká jako v přítomnosti fotokatalyzátoru. Naznačuje to, že přítomnost fotokatalyzátoru podporuje tvorbu amonných iontů.

Suzuki uvádí, „Plánujeme experimentovat se skutečnými vzorky moči, protože obsahují nejen základní prvky (fosfor, dusík, draslík), ale i sekundární prvky (síra, vápník, hořčík), které jsou nezbytné pro výživu. sa tanum! “ Výsledkem je, že Dr. je optimistický. Suzuki a jeho tým poskytuje tato metoda pevný základ pro výrobu tekutých hnojiv v uzavřených prostorách a jako takové. Suzuki si všimla, „Mohlo by to být užitečné pro dlouhodobý pobyt v uzavřenějších oblastech, jako jsou vesmírné stanice.“

Lidé žijící na Marsu mohou být stále daleko od reality, ale tato studie rozhodně naznačuje, že se můžeme vydat cestou k zajištění udržitelnosti – ještě předtím, než se tam dostaneme!

Odkazy: „Tvorba amonných iontů elektrochemickou oxidací močoviny diamantovou elektrodou dotovanou bórem“ Norihiro Suzuki, Akihiro Okazaki, Kai Takagi, Izumi Serizawa, Genji Okada, Chiaki Terashima, Ken-ichi Katsumata, Takeshi Kondo , Makoto Yuasa a Akira Fujishima, 16. září 2020, New Journal of Chemistry.
DOI: 10.1039 / D0NJ03347B

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Paleontologové řeší 150 let starou záhadu – a objevují novou skupinu hmyzu

Křídlo nového druhu Okanagrion hobani z fosilního naleziště McAbee v Britské Kolumbii je samoobslužným hmyzem nového podřádu Cephalozygoptera. Kredit: Copyright Zootaxa, použitý v...

„Houboví duchové“ chrání pokožku, látku před toxiny a zářením

Houboví duchové vznikají extrakcí biologického materiálu z buněk hub. Uznání: Nathan Gianneschi lab / Northwestern University Inspirován houbou, novou formou syntetického melaninu, který působí...

Vezmeme 2D materiály pro rotaci

Ilustrace konceptu výpočetní techniky Spintronic. Vědci z Ústavu fyziky vysokého tlaku na univerzitě v Tskubě vyvíjejí nový tranzistor disulfidu molybdenu, který vytváří obraz rotace elektronů,...

Dva astronauti. Dva dny otevřených dveří. Dvě nádherné krajiny.

23. května 2012 Dva astronauti. Otevřeno dva dny. Dva úžasné výhledy na střechu světa. Astronauti z Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) pořídili tyto fotografie Himálaje,...

Mars, P Plejády, Jupiter, Saturn a další vrcholy vzdušného dozoru v březnu 2021

Co se děje v březnu? Mars S přáteli v noci je pár skvělých planet zpět ... V prvním nebo tak nějakém březnovém týdnu uvidíte Mars...

Newsletter

Subscribe to stay updated.