تصور کنید با ادرار و انرژی خورشیدی نه‌تنها کود می‌سازیم، بلکه برق هم تولید می‌کنیم! یه تیم باحالی از استنفورد یه سیستم ساختن که باهاش میشه ادرار رو تبدیل به کود کرد، اونم فقط با کمک نور خورشید. این موضوع فقط برای کشورای کم‌درآمد یا جاهایی که برق و منابع کمه نیست؛ واسه کل دنیا کاربردیه.
خب بذار برات بازش کنم: این سیستم یه دستگاهه که دوتا کار باحال رو باهم ترکیب کرده. اول میاد با کمک برق خورشیدی، آمونیاک (این همون ماده‌ایه که بوی تند ادرار می‌ده!) رو از ادرار جدا می‌کنه. بعد آمونیاک گرفته شده رو تبدیل به سولفات آمونیوم می‌کنه، که همون کود رایجیه که تو کشاورزی استفاده می‌کنن.
حالا نکته خفن‌ترش اینه که خودشون اومدن پشت پنل‌های خورشیدی لوله‌های مسی گذاشتن (یعنی copper tubing – لوله‌ای از جنس مس که گرما رو خیلی خوب انتقال می‌ده). این کار باعث میشه گرمای هدررفته‌ای که موقع کار پنل تولید شده، هم برای جدا کردن آمونیاک به کار بره، هم پنل رو خنک کنه که راندمانش بیشتر بشه.
بر اساس چیزی که ویلیام تارپه (سرپرست این پروژه و استاد شیمی) گفته، هدف این پروژه اینه که چیزایی که معمولاً به درد نمیخورن یا حتی ضرر دارن، تبدیل به یه فرصت خفن بشن. مثلاً نیتروژنی که توی ادرار هست، معمولاً یا از بین میره یا کلی دردسر محیط زیستی درست می‌کنه. این دستگاه هم نگهش می‌داره و هم تبدیلش می‌کنه به یه کود کاربردی که کشاورزا عاشقشن.
حالا یه آمار جالب: توی ادرار آدما به اندازه حدود ۱۴٪ نیاز جهانی به کود نیتروژن پیدا میشه! یعنی اگه آدمای کل زمین دست به دست هم بدن، تقریباً نزدیک به یک‌هفتم کود نیتروژنی که لازم داریم، همین‌طوری تولید میشه!
جالبه بدونی الان بیشتر نیتروژنی که برای کودسازی استفاده میشه، توی کارخانه‌های صنعتی خیلی پرمصرف و با آلودگی زیاد (یعنی carbon-intensive facilities – جاهایی که کلی کربن و گاز گلخانه‌ای تولید میشه) تو کشورهای ثروتمند ساخته میشه. این موضوع سبب شده کشورهای فقیرتر به‌سختی و گرون این ماده رو بخرن.
توی همین دستگاه جدید، با روش جمع‌کردن حرارت هدررفته (waste heat – یعنی گرمایی که موقع تولید برق با پنل ایجاد میشه و معمولاً هیچ جا به درد نمی‌خوره)، تونستن تقریباً ۶۰٪ بیشتر برق تولید کنن و بازیابی آمونیاک هم بیش از ۲۰٪ بهتر بشه! یعنی واقعاً یه پیشرفت عجیب.
اوریسا کومبز، دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک و نویسنده اصلی این تحقیق، گفته هر نفر اون‌قدر نیتروژن تو ادرارش داره که بتونه یه باغچه رو کود بده! تازه این سیستم کاری می‌کنه که دقیقاً همون جا که نیاز داری کود ایجاد کنی – اونم فقط با نور آفتاب.
حتی یه مدل هم ساختن که باهاش میشه پیش‌بینی کرد نور آفتاب و دما و تنظیمات برقی، چطور کار دستگاه رو بهتر یا بدتر می‌کنه.
حالا یه بحث اقتصادی باحال: مثلاً توی اوگاندا که برق کمه و کود گرونه، این سیستم می‌تونه تا هر کیلو نیتروژن ۴/۱۳ دلار سود بسازه! یعنی دوبرابر بیشتر از آمریکا. واسه اونایی که دنبال درآمد جانبی و کسب‌وکار هستن، این خودش یه ایده ناب حساب میشه.
اما ماجرا فقط کودسازی نیست. این دستگاه وقتی نیتروژن رو از ادرار می‌گیره، کمک می‌کنه آب فاضلاب تمیزتر بشه و دیگه اون‌قدر آلودگی وارد رودخونه و خاک نشه. بیشتر از ۸۰٪ آب فاضلاب توی دنیا بدون تصفیه رها میشه به طبیعت، به‌خصوص تو کشورهای کم‌درآمد. بیشتر این آلودگی‌ها به خاطر نیتروژن حل شده‌س که باعث رشد بیش از حد جلبک‌ها (algal blooms) توی آب میشه و اکوسیستم رو بهم می‌ریزه.
کومبز میگه: «ما معمولاً منابع آب، غذا و انرژی رو کاملاً جدا در نظر می‌گیریم، ولی این یکی از اون نمونه‌های نادره که مهندسی می‌تونه همه رو یکجا بهبود بده. هم تمیزه، هم قابل توسعه، و هم انرژی‌ش فقط از خورشید میاد.»
تازه تیم تحقیقاتی الان داره نسخه بزرگ‌تر دستگاه رو می‌سازه که ظرفیتش سه‌برابر شده! تو نسخه بعدی، می‌تونن ادرار بیشتری رو سریع‌تر (به‌خصوص زیر آفتاب داغ) پردازش کنن.
درس‌ها و تجربه‌هایی که این پروژه داده، می‌تونه به تصفیه‌خانه‌های فاضلاب صنعتی یا جاهایی که هدررفت حرارت دارن هم کمک کنه.
کل نتایج و جزئیات این تحقیق هم تو مجله مشهور Nature Water چاپ شده (این همون ژورنال علمی خیلی معتبریه که درباره آب و محیط‌زیست مقاله چاپ می‌کنه).
خلاصه ماجرا اینه: اگه به محیط زیست، منابع طبیعی و نوآوری علاقه داری، این داستان رو جدی بگیر. شاید فردا تو خونه خودت یا باغچه‌ت هم بتونی از ادرار و آفتاب، کود ارگانیک و برق تولید کنی! کی می‌دونه؟
منبع: +
