Na první pohled se to může zdát jako bláznivý nápad, ve skutečnosti však jde o poměrně dobře prozkoumaný princip. Je založený na biochemickém rozkladu organických látek v moči, při němž se uvolňují elektrony. Ty lze zachytit a využít jako elektrický proud. Jako alternativní zdroje energie mohou podobným způsobem sloužit i další organické odpady včetně odpadní vody.
Projekt Pee Power vznikl ve spolupráci s výzkumnými týmy například z Velké Británie, do kterého se zapojili i vědci z Technické univerzity v Liberci. Cílem je propojit výrobu elektřiny s provozem veřejných toalet za použití mikrobiálních palivových článků. Ty už se testují například na festivalech nebo v rozvojových oblastech bez elektrifikace.
Čeští výzkumníci se nyní budou zaměřovat především na zvyšování účinnosti celého systému, a to především na:
Cílem je zvýšit výkon zařízení tak, aby bylo možné jeho praktičtější využití. Už dnes dokážou prototypy například rozsvítit LED osvětlení nebo napájet drobnou elektroniku.
Z moči jednoho člověka vyprodukované za den se dá vyrobit přibližně 1 až 3 Wh elektřiny. To může pokrýt napájení úsporného LED světla na několik hodin.
Moč a další biologický odpad jsou bohaté na organické látky. Těmi se živí tzv. elektroaktivní bakterie (např. z rodů Geobacter nebo Shewanella), které při jejich rozkladu produkují elektrony. Ty se pak zachytávají na elektrodách, odkud přes vnější obvod putují jako elektrický proud, který lze dál využívat.
Technologie se zatím testuje například:
Asi zatím nejznámějším uplatněním technologie v praxi bylo její využití na britském hudebním festivalu Glastonbury. Moč návštěvníků se přímo ve speciálních toaletách napojených na mikrobiální palivové články přeměňovala na elektřinu, která pak sloužila k osvětlení toalet v noci, k napájení informačních panelů a pro nabíjení mobilních telefonů. Takto se tu zpracovávalo až tisíc litrů moči denně.
Hlavní výhoda je poměrně zřejmá – dokáže vyrábět elektřinu z odpadu, který jinak bez užitku končí v kanalizaci. Systém nevyžaduje složitou infrastrukturu, je energeticky nenáročný, bezpečný a nedochází při něm ke spalování, takže nevznikají nežádoucí emise.
Zařízení pro výrobu elektřiny z moči funguje lokálně, bez nutnosti napojení na elektrickou síť, což umožňuje decentralizovanou výrobu energie i v místech s omezenými technickými možnostmi, a to nejen v méně vyspělých zemích, ale také třeba jako dočasné řešení v odlehlých oblastech (např. uprchlické tábory).
Vedle výroby elektřiny má tato technologie ještě jeden zajímavý přínos – dokáže zároveň částečně čistit odpadní vodu. Sice nejde o plnohodnotnou náhradu klasické čistírny odpadních vod, ale voda se ve výsledku zbaví množství organických látek, další její úprava tedy už bude méně náročná.
Technologie má alespoň zatím zásadní omezení – množství vyrobené elektřiny je relativně malé. Určitě to tedy není něco, co byste si v dohledné době mohli pořídit třeba do rodinného domu na výrobu elektrické energie místo fotovoltaiky.
Zatím postačuje spíš jen k napájení úsporných světel, senzorů nebo drobné elektroniky – a ideálně tam, kde je produkce moči vyšší než v běžných domácích podmínkách.
Navíc jsou klíčové komponenty zatím poměrně náročné na výrobu, a tedy i drahé. Za stávajícího stavu tedy nemůže ekonomicky konkurovat jiným alternativním zdrojům energie, jako je třeba fotovoltaika, větrné elektrárny nebo bioplyn.
Právě na zdokonalování technologie se má zaměřovat český výzkum, takže uvidíme, kam se v následujících letech posune.
I když technologie výroby elektřiny z moči nejspíš nebude patřit mezi hlavní zdroje, které se výrazněji podílejí na energetickém mixu, přesto má svůj význam. Dokáže totiž využít odpad, který jinak běžně bez užitku splachujeme.
V kombinaci s čištěním odpadních vod a decentralizovanou výrobou energie může jít o zajímavé řešení zejména tam, kde chybí infrastruktura nebo stabilní přístup k elektřině.
To, jestli se prosadí ve větším měřítku, ukáže další vývoj a zdokonalování této technologie. Už nyní ale dobře zapadá do trendu udržitelné energetiky – tedy do chytrého využívání dostupných zdrojů, které by jinak zbytečně přicházely vniveč.
Zdroje:
Pee Power technology returns to Glastonbury Festival for fourth year, uwe.ac.uk
Sharma, R., Kumari, R., Pant, D., & Malaviya, P. (2022). Bioelectricity generation from human urine and simultaneous nutrient recovery: Role of microbial fuel cells. Chemosphere, 2022. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34973250/
Liberecky.denik.cz
Researchgate.net
RSC.org
Systém emisních povolenek EU ETS čekají změny, které mohou ovlivnit ceny energií i rozpočty domácností. Co přesně se chystá a jaké důsledky lze reálně očekávat?
S rostoucím počtem elektroaut přichází i nová výzva: potřeba recyklace baterií elektromobilů. Jak efektivní je dnes a jaká rizika může přinést, až bude potřebná ve velkém měřítku?
