Ang pataba na ginawa mula sa ihi ay maaaring paganahin ang pagsasaka sa kalawakan

Pagbubunga sa ihi ng tao: Ang mga siyentista sa Japan ay electrochemically bumubuo ng ammonia mula sa ihi at pinatubo ang mga halaman sa kalawakan. Kredito: Freepik

Ang mga mananaliksik mula sa Tokyo University of Science ay nagpanukala ng isang bagong teknolohiyang electrochemical para sa paggawa ng pataba na nakabatay sa ammonia mula sa urea.

Mula sa pananaw ng mga kumpanya sa hinaharap, sa sobrang sarado na mga kapaligiran, tulad ng istasyon ng kalawakan, ang pagkakaroon ng sariling kakayahan sa paglalagong ng pagkain at pamamahala ng basura ay mahalaga. Gayunpaman, ang teknolohiya upang makamit ang layuning ito ay kulang pa rin. Sa isang bagong pag-aaral, ang mga mananaliksik mula sa Japan ay nagbigay ng ilaw sa kanilang pinakabagong tagumpay: isang murang at mahusay na pamamaraan ng paggawa ng likidong pataba (ammonia) mula sa pinasimple na artipisyal na ihi, na nagsisilbing mainam na dalawahang layunin ng lumalaking pagkain at pagproseso ng basura.

Sa matinding kapaligiran, kahit na ang pinaka-karaniwang gawain ay maaaring parang hindi malulutas na mga hamon. Dahil sa mga paghihirap na ito, ang sangkatauhan ay halos nakapag-ayos sa mga kadahilanang naging kaaya-aya sa pag-aani ng ani, pag-aalaga ng baka, at pagbuo ng mga kanlungan. Ngunit sa pagsisikap nating mapalawak ang mga hangganan ng paggalugad ng tao, kapwa sa Daigdig at sa kalawakan, ang mga taong nagtataguyod sa paghahanap na ito ay walang alinlangan na kakaharapin ang mga kundisyon na, sa lahat ng mga kadahilanan at hangarin, ay hindi nakakatulong sa tirahan ng tao.

Isa sa pinakamahalagang hamon na kinakaharap ng anumang inilaan na pangmatagalang pag-areglo, maging sa Antarctica o higit pa Mars (marahil sa malapit na hinaharap) nakakamit ang isang antas ng awtonomiya upang payagan ang mga nakahiwalay na kolonya upang mabuhay kahit na sa kaganapan ng isang mapinsalang kabiguan sa seguridad. At ang susi sa pagkamit ng awtonomiya na ito ay upang matiyak ang sapat na nutrisyon at kabuhayan. Hindi nakakagulat, ang teknolohiyang pang-agrikultura sa kalawakan ay isa sa mga paksang pananaliksik na kasalukuyang ginagawa ng Space Colony Research Center sa Tokyo University of Science. Inaasahan ng mga siyentipiko na maging nangunguna sa pagpapaunlad ng teknolohiyang ligtas at napapanatiling agrikultura sa kalawakan – na may hangaring mapanatili ang mga tao sa isang napaka-saradong kapaligiran, tulad ng isang istasyon ng espasyo, sa mahabang panahon.

Sa layuning ito, isang makabagong pag-aaral ang isinagawa ng isang pangkat ng mga siyentipikong Hapones na pinangunahan ng junior associate professor na si Norihiro Suzuki mula sa Tokyo University of Science – ang pag-aaral na ito, na inilathala bilang “Letter”, ay naging pangunang takip ng prestihiyoso Bagong Journal ng Chemistry Royal Society of Chemistry. Sa pag-aaral na ito, sinabi ni Dr. Si Suzuki at ang kanyang koponan ay nakatuon sa paglutas ng problema sa paggawa ng pagkain sa saradong mga kapaligiran, tulad ng mga istasyon ng kalawakan.

Napagtanto niya na ang mga magsasaka ay gumagamit ng basura ng hayop bilang isang pataba sa loob ng libu-libong taon bilang isang mayamang mapagkukunan ng nitrogen, kaya’t si Dr. Sinaliksik ni Suzuki at ng kanyang koponan ang posibilidad na likhain ito mula sa urea (ang pangunahing sangkap ng ihi) upang makabuo ng likidong pataba. . Malulutas din nito ang problema sa pagpoproseso o pagtatapon ng basura ng tao sa kalawakan! Tulad ng paliwanag ni Dr. Suzuki, “Ang prosesong ito ay kagiliw-giliw sa mga tuntunin ng paggawa ng isang kapaki-pakinabang na produkto, ibig sabihin, amonya, mula sa isang basurang produkto, ibig sabihin, ihi, gamit ang maginoo na kagamitan sa presyon ng atmospera at temperatura ng kuwarto.”

Ang pangkat ng pananaliksik, na nagsasama rin sa Akihiro Okazaki, Kai Takagi at Izumi Serizawa ng ORC Manufacturing Co. Ltd. sa Japan, gumawa ng proseso ng “electrochemical” upang makuha ang mga ion ng ammonium (karaniwang matatagpuan sa karaniwang mga pataba) mula sa isang sample ng ihi. Ang kanilang pang-eksperimentong pag-set up ay simple: sa isang banda, mayroong isang “reaksyon” na cell na may isang “boron-doped brilyante” (BDD) electrode at isang light-inducible catalyst o isang “photocatalyst” na gawa sa titanium dioxide. Sa kabilang banda, mayroong isang “counter” cell na may isang simpleng platinum electrode. Tulad ng kasalukuyang dumadaan sa reaksyon ng cell, ang urea ay na-oxidize upang mabuo ang mga ion ng ammonium. Sinabi ni Dr. Inilalarawan ni Suzuki ang tagumpay na ito tulad ng sumusunod, “Sumali ako sa ‘Space Agriteam’ para sa paggawa ng pagkain at ang pokus ko sa pananaliksik ay pisikal na kimika; kaya’t nakaisip ako ng ideya ng ‘electrochemically’ na paggawa ng likidong pataba.”

Sinuri ng pangkat ng pananaliksik kung ang cell ay magiging mas epektibo sa pagkakaroon ng isang photocatalyst sa pamamagitan ng paghahambing ng tugon ng cell na mayroon o wala ito. Nalaman nila na habang ang unang pag-ubos ng urea ay higit pa o mas kaunti sa pareho, ang mga ion na nakabatay sa nitrogen na ginawa ay naiiba pareho sa oras at pamamahagi nang ipinakilala ang photocatalyst. Kapansin-pansin na ang konsentrasyon ng mga nitrite at nitrate ion ay hindi gaanong mataas sa pagkakaroon ng photocatalyst. Ipinapahiwatig nito na ang pagkakaroon ng isang photocatalyst ay nagtataguyod ng pagbuo ng mga ion ng ammonium.

Sinabi ni Dr. Sabi ni Suzuki “Plano naming mag-eksperimento sa totoong mga sample ng ihi dahil naglalaman lamang ito ng mga pangunahing elemento (posporus, nitrogen, potasa), ngunit pati na rin mga pangalawang elemento (asupre, kaltsyum, magnesiyo) na mahalaga sa nutrisyon ng halaman!” “ Kaya naman sinabi ni Dr. May pag-asa si Suzuki at ang kanyang koponan na ang pamamaraang ito ay nagbibigay ng isang matibay na pundasyon para sa paggawa ng mga likidong pataba sa loob ng bahay at,. Sinabi ni Dr. Tala ni Suzuki “Mapapatunayan nitong kapaki-pakinabang para sa pangmatagalang pananatili sa labis na nakakulong na mga puwang, tulad ng mga istasyon ng kalawakan.”

Ang mga taong naninirahan sa Mars ay maaaring maging isang malayong katotohanan, ngunit tila ang pag-aaral na ito ay nagmumungkahi na maaari kaming patungo upang matiyak ang pagpapanatili sa kalawakan bago talaga tayo makarating doon!

Sanggunian: “Ang pagbuo ng ammonium ion sa pamamagitan ng electrochemical oxidation ng urea na may boron-doped diamond electrode” Norihiro Suzuki, Akihiro Okazaki, Kai Takagi, Izumi Serizawa, Genji Okada, Chiaki Terashima, Ken-ichi Katsumata, Takeshi Kondo, Makoto Yuasa at Akira Fujishima, 16 Setyembre 2020 , Bagong Journal ng Chemistry.
DOI: 10.1039 / D0NJ03347B

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang fluorescent solar corrugated windows ay bumubuo ng enerhiya sa loob at labas

Ang mga inhinyero ng Rice University ay dinisenyo at itinayo ang mga window window na nagre-redirect ng sikat ng araw o ilaw mula sa...

Teen “Tyrants” – Carnivorous Dinosaur Offs spring – Ipaliwanag ang Kakulangan ng Pagkakaiba-iba ng Dinosaur?

Ipinapahiwatig ng bagong pananaliksik ang supling ng maraming mga karnivorous dinosaur, tulad ng Tyrannosaurus rex, na maaari ring hubugin ang kanilang mga komunidad sa...

Hindi Karaniwan na Mga Katutubong Australian Bees na Natagpuan Matapos ang 100 Taon

Ang bagong natuklasan na Pharohylaeus lactiferus (Colletidae: Hylaeinae). Kredito: James Dorey Photography Pagkasira ng mga kagubatan sa ulan, pagbawas ng mga wildfire. Ang isang laganap...

Ang Unang Video ng Daigdig ng Space-Time Crystal

Ang isang pana-panahong pattern ng mga magnon ay nangyayari sa temperatura ng kuwarto. Ang isang pangkat ng mga mananaliksik ay nagtagumpay sa paglikha ng isang...

Ang sinaunang ilog ng Delta ay minsang nagdadala ng likidong tubig sa ibabaw ng Mars

Eberselded Crete Delta: Ang sinaunang istraktura ng sinaunang ilog na Delta ay nagdala ng likidong tubig sa ibabaw ng Mars. Kredito: ESA /...

Newsletter

Subscribe to stay updated.