نهایت علم elmend

ساخت كود مایع از ادرار برای كشاورزی در فضا

ساخت كود مایع از ادرار برای كشاورزی در فضا

پژوهشگران ژاپنی در بررسی جدید خود، روشی را برای ساخت کود مایع از ادرار فراهم نموده اند که امکان کشاورزی در فضا را فراهم می آورد.


به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا و به نقل از ساینس دیلی، در محیط های ناملایم، حتی معمولی ترین کارها هم می توانند چالش هایی غیر قابل حل شدن باشند. به علت وجود چنین مشکلاتی، بشر همواره در مکان های زندگی کرده است که برای برداشت محصول، گله داری و ساخت پناهگاه مطلوب بوده اند. با گسترش کوشش برای رساندن اکتشافات انسان به فضا، افرادی که پیشگام این بررسی های اکتشافی هستند، بدون شک با شرایطی رو به رو خواهند شد که خصوصیت های مورد نظر برای سکونت بشر را ندارند.
یکی از مهم ترین چالش هایی که پیش روی هرگونه سکونت بلندمدت چه در قطب جنوب و چه در مریخ قرار دارد، دستیابی به درجه ای از خودمختاری است تا حتی در صورت بروز شکست فاجعه بار هم امکان نجات یافتن وجود داشته باشد.
کلید دست یافتن به این خودمختاری، اطمینان از کافی بودن و تأمین مواد غذایی به صورت مستقل است؛ ازاین رو عجیب نیست که فناوری کشاورزی فضایی، یکی از مباحث پژوهشی باشد که هم اکنون در "دانشگاه علوم توکیو"(TUS) انجام می شود. پژوهشگران این دانشگاه امیدوارند که روزی بتوانند پیشگام توسعه فناوری برای کشاورزی فضایی ایمن و پایدار باشند. هدف آنها این است که بتوانند انسان را برای مدت طولانی در یک محیط بسیار بسته مانند یک ایستگاه فضایی نگه دارند.
دکتر "نوریهیرو سوزوکی"(Norihiro Suzuki)، استادیار دانشگاه علوم توکیو و همکارانش تصمیم گرفتند تا در این پژوهش، مشکلات تولید مواد غذایی در محیط های بسته مانند ایستگاه فضایی را حل کنند.
دکتر سوزوکی و گروهش با درک این مورد که کشاورزان از هزاران سال پیش تاکنون، از ضایعات حیوانی بعنوان کود و منبعی غنی از نیتروژن استفاده می کرده اند، به بررسی امکان تولید کود از اوره که ماده اصلی ادرار است، پرداخته اند تا کود مایع تولید کنند.
این مورد به صورت همزمان می تواند به مدیریت ضایعات انسانی در فضا هم کمک نماید. سوزوکی اظهار داشت: این فرایند از آن جهت مورد توجه است که می تواند به ساخت یک محصول مفید یعنی آمونیاک از یک ماده زائد یعنی ادرار، با استفاده از تجهیزات معمول و در دمای اتاق کمک نماید.
این گروه پژوهشی، یک فرایند الکتروشیمیایی را برای استخراج یون های آمونیوم از یک نمونه ادرار مصنوعی طراحی کردند. تنظیمات آزمایشی آنها ساده بود. در یک طرف، یک سلول به همراه یک الکترود (BDD)، یک کاتالیزور القاکننده نور یا ماده کاتالیزور نوری از جنس دی اکسید تیتانیوم قرار داشت. در سوی دیگر، یک سلول به همراه الکترود ساده ای از جنس پلاتین قرار گرفته بود.
همزمان با انتقال جریان به سلول نخست، اوره اکسید می شود و یون های آمونیوم را تشکیل می دهد. سوزوکی افزود: من به شرکت "Space Agriteam" پیوستم که در زمینه تولید مواد غذایی فعالیت دارد. تخصص پژوهشی من، در حوزه شیمی فیزیک است؛ ازاین رو ایده فرایند الکتروشیمیایی را برای ساخت کود مایع عرضه دادم.
پژوهشگران به بررسی این مورد پرداختند که آیا سلول در حضور کاتالیزورهای نوری می تواند کارآمد باشد یا خیر. آنها بدین منظور، واکنش سلول را در حضور کاتالیزورهای نوری و بدون حضور آنها با یکدیگر مقایسه کردند. پژوهشگران دریافتند که باآنکه کاهش ابتدایی اوره، کم و بیش یکسان بوده است اما یون های مبتنی بر نیتروژن هنگام حضور کاتالیزورهای نوری، از نظر زمان و توزیع متفاوت بوده اند. نکته قابل توجه این است که غلظت یون های نیتریت و نیترات هنگام حضور کاتالیزورهای نوری، به همان اندازه بالا نبود. این مورد نشان داده است که حضور کاتالیزورهای نوری، تشکیل یون آمونیوم را زیاد می کند.
سوزوکی اظهار داشت: ما می خواهیم این آزمایش را با نمونه های واقعی ادرار انجام دهیم چونکه ادرار واقعی نه تنها عناصر اولیه شامل فسفر، نیتروژن و پتاسیم را در بر دارد، بلکه عناصر ثانویه مانند گوگرد، کلسیم و منیزیم را هم شامل می شود.
سوزوکی و گروهش باور دارند که این روش می تواند پایه محکمی را برای تولید کود مایع در فضای بسته فراهم آورد.
این پژوهش، در "New Journal of Chemistry" به چاپ رسید.




منبع:

1399/09/26
13:11:48
5.0 / 5
221
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۲ بعلاوه ۳
نهایت علم