1. Celle a combustibile microbiche (MFC) :Alcuni batteri possono metabolizzare i composti organici nelle urine e generare elettricità come sottoprodotto. Le celle a combustibile microbiche utilizzano questi batteri per scomporre la materia organica presente nelle urine e convertirla in energia elettrica. I batteri si nutrono di composti organici e rilasciano elettroni come parte del loro metabolismo. Questi elettroni vengono catturati dagli elettrodi dell'MFC, generando una corrente e producendo elettricità utilizzabile.
2. Biogas a base di urina: L'urina può essere una fonte di nutrienti per alcuni microrganismi che producono biogas attraverso la digestione anaerobica. La digestione anaerobica comporta la scomposizione della materia organica in assenza di ossigeno. Quando l’urina si combina con altri materiali organici, come avanzi di cibo o rifiuti agricoli, fornisce azoto e fosforo essenziali per la comunità microbica coinvolta nel processo di digestione. I batteri scompongono i composti organici, producendo metano (CH4) e anidride carbonica (CO2), che possono essere raccolti e utilizzati come biogas.
3. Pirolisi: La pirolisi è un processo termochimico che comporta il riscaldamento dell'urina in un ambiente limitato di ossigeno. Quando l'urina viene riscaldata in questo modo, subisce una decomposizione termica e i composti organici in essa presenti vengono convertiti in una miscela di gas, liquidi e solidi. I gas prodotti durante la pirolisi possono includere idrogeno (H2), metano (CH4) e monossido di carbonio (CO), che sono tutti combustibili. Questi gas possono essere raccolti e utilizzati come fonte di energia.
4. Estrazione chimica dell'ammoniaca: L'urina contiene una concentrazione relativamente alta di ammoniaca (NH3). L'ammoniaca è una sostanza chimica preziosa che può essere utilizzata nella produzione di fertilizzanti e altri prodotti industriali. Estraendo chimicamente l’ammoniaca dall’urina, questa può essere riciclata e utilizzata come fonte rinnovabile di azoto, riducendo la necessità di fertilizzanti sintetici prodotti da combustibili fossili.
5. Utilizzo in celle di elettrolisi microbica (MEC) :Le celle di elettrolisi microbica, simili alle celle a combustibile microbiche, utilizzano batteri per scomporre la materia organica e generare elettricità. Nei MEC, tuttavia, l’elettricità generata viene utilizzata per innescare reazioni elettrochimiche che producono gas idrogeno. L’urina può fornire la materia organica per i batteri e l’idrogeno prodotto può essere immagazzinato e utilizzato come combustibile a combustione pulita.
È importante notare che, sebbene l’urina abbia il potenziale per essere utilizzata come fonte di energia rinnovabile, ci sono ancora sfide associate alla sua raccolta, conservazione e trattamento per renderla un’opzione praticabile su larga scala. Sono necessari ulteriori ricerche, sviluppo tecnologico e investimenti nelle infrastrutture per esplorare e ottimizzare appieno il potenziale energetico dell’urina. Inoltre, devono essere messi in atto processi di gestione e sanificazione adeguati per garantire che la manipolazione e l’utilizzo dell’urina non comportino rischi per la salute o l’ambiente.
