Innovative solarbetriebene Toilette bereit für die Enthüllung in Indien

Innovative solarbetriebene Toilette bereit für die Enthüllung in Indien
Innovative solarbetriebene Toilette bereit für die Enthüllung in Indien
Anonim

Eine revolutionäre Toilette der University of Colorado Boulder, die von der Sonne angetrieben wird und entwickelt wird, um einigen der 2,5 Milliarden Menschen auf der ganzen Welt zu helfen, denen es an sicheren und nachh altigen sanitären Einrichtungen mangelt, wird diesen Monat in Indien vorgestellt.

Die in sich geschlossene, wasserlose Toilette, die mit einem Zuschuss von 777.000 US-Dollar von der Bill & Melinda Gates Foundation entworfen und gebaut wurde, kann menschliche Ausscheidungen auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzen, um menschliche Ausscheidungen zu sterilisieren und Biokohle herzustellen. eine hochporöse Holzkohle, sagte Projektleiter Karl Linden, Professor für Umwelttechnik.Die Biokohle hat einen Doppelschlag, da sie sowohl zur Steigerung der Ernteerträge als auch zur Bindung von Kohlendioxid, einem Treibhausgas, verwendet werden kann.

Das Projekt ist Teil der "Reinvent the Toilet Challenge" der Gates Foundation, einem Versuch, eine Toilette der nächsten Generation zu entwickeln, die zur Desinfektion von flüssigen und festen Abfällen verwendet werden kann und gleichzeitig nützliche Endprodukte erzeugt, sowohl in der Entwicklung als auch in der Entwicklung Nationen, sagte Linden. Seit dem Stipendium 2012 haben Linden und sein CU-Boulder-Team zusätzlich 1 Million US-Dollar von der Gates Foundation für das Projekt erh alten, zu dem ein Team von mehr als einem Dutzend Fakultäten, Forschungsexperten und Studenten gehört, von denen viele Vollzeit an den Bemühungen arbeiten.

Laut der Gates Foundation würdigen die Preise Forscher, die Wege zur Entsorgung menschlicher Abfälle entwickeln, die dazu beitragen, die Gesundheit und das Leben von Menschen auf der ganzen Welt zu verbessern. Unsichere Methoden zum Auffangen und Behandeln menschlicher Ausscheidungen führen zu ernsthaften Gesundheitsproblemen und zum Tod – Lebensmittel und Wasser, die mit Krankheitserregern aus Fäkalien verunreinigt sind, führen jedes Jahr zum Tod von etwa 700.000 Kindern.

Lindens Team ist eines von 16 Teams weltweit, die seit 2011 von Gates „Reinvent the Toilet Challenge“finanziert werden. Alle haben ihre Erfindungen nach Delhi verschifft, wo sie am 22. März für Wissenschaftler, Ingenieure und Würdenträger ausgestellt werden. Andere institutionelle Gewinner der Stipendien reichen vom C altech bis zur Delft University of Technology in den Niederlanden und der National University of Singapore.

Die CU-Boulder-Erfindung besteht aus acht Parabolspiegeln, die konzentriertes Sonnenlicht auf einen Punkt fokussieren, der nicht größer als eine Briefmarke auf einem Quarzglasstab ist, der mit acht Bündeln von Glasfaserkabeln verbunden ist, von denen jedes aus Tausenden von miteinander verflochtenen besteht, verschmolzene Fasern, sagte Linden. Die von der Sonne erzeugte und an das Glasfaserkabelsystem übertragene Energie – in gewisser Weise einer Datenübertragungsleitung ähnlich – kann die Reaktionskammer auf über 200 Grad Fahrenheit aufheizen, um das Abfallmaterial zu behandeln und Krankheitserreger in Kot und Urin zu desinfizieren, und produzieren char.

"Pflanzenkohle ist ein wertvolles Material", sagte Linden. „Es hat eine gute Wasserh altekapazität und kann in landwirtschaftlichen Gebieten verwendet werden, um Nährstoffe zu speichern und den Böden mehr Stabilität zu verleihen.“Eine Bodenmischung mit 10 Prozent Biokohle könne bis zu 50 Prozent mehr Wasser aufnehmen und die Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffen erhöhen, sagte er. Darüber hinaus kann die Biokohle als Holzkohle verbrannt werden und liefert eine Energie, die mit der von kommerzieller Holzkohle vergleichbar ist.

Linden arbeitet eng mit den Mitforschern des Projekts, Professor R. Scott Summers für Umweltingenieurwesen und Professor Alan Weimer für Chemie- und Bioingenieurwesen, sowie einem Team aus Postdoktoranden, Fachleuten, Doktoranden, Studenten und einem Gymnasiasten zusammen.

"Wir machen etwas, das noch nie zuvor gemacht wurde", sagte Linden. „Die Idee, Sonnenenergie zu konzentrieren, ist zwar nicht neu, aber die flexible Übertragung an einen anpassbaren Ort über Glasfaserkabel ist das wirklich Einzigartige an diesem Projekt.„Das interdisziplinäre Projekt erfordert Chemieingenieure für Wärmeübertragung und Solarenergie, Umweltingenieure für Abfallbehandlung und -stabilisierung, Maschinenbauingenieure für den Bau von Aktuatoren und beweglichen Teilen und Elektroingenieure für die Entwicklung von Steuerungssystemen“, sagte Linden.

Tests haben gezeigt, dass jedes der acht Glasfaserkabel zwischen 80 und 90 Watt Energie erzeugen kann, was bedeutet, dass das gesamte System bis zu 700 Watt Energie in die Reaktionskammer liefern kann, sagte Linden. Ende Dezember zeigten Tests bei CU-Boulder, dass die in die Reaktionskammer geleitete Sonnenenergie Wasser leicht zum Kochen bringen und feste Abfälle effektiv karbonisieren kann.

Während die derzeitige Toilette für vier bis sechs Personen pro Tag ausgelegt ist, wird eine größere Einrichtung entworfen, die mehrere Haush alte gleichzeitig versorgen könnte, mit dem Ziel, ein Kostenniveau von fünf Cent pro Tag und Benutzer zu erreichen die Gates-Stiftung. "Wir suchen ständig nach Möglichkeiten, die Effizienz zu verbessern und die Kosten zu senken", sagte er.

"Das Tolle an der Gates Foundation ist, dass sie alle Teams mit den Ressourcen versorgt, die sie brauchen", sagte Linden. "Die Stiftung sucht nicht nach einer Toilette und einer Lösung von einem Team. Sie fördern einzigartige Ideen und schauen sich an, was die einzelnen Teams insgesamt zur Wissensbasis beitragen."

Linden, die die 16 Teams als "Familie von Forschern" bezeichnete, sagte, die Stiftung habe Reisen für CU-Boulder-Teammitglieder finanziert, um mit anderen Institutionen an Orten wie der Schweiz, Südafrika und North Carolina zusammenzuarbeiten. „Statt Sink or Swim-Finanzierung wollen sie, dass jedes Team erfolgreich ist. In gewisser Weise sind wir wie ein kleines Startup-Unternehmen, und es ist anders als jedes andere Projekt, an dem ich während meiner Karriere gearbeitet habe“, sagte er.

CU-Boulder-Teammitglied Elizabeth Travis aus Parker, Colorado, die auf einen Master-Abschluss im Mortenson Center des Engineering College in Engineering for Developing Communities hinarbeitet, sagte, dass ihr Interesse an Wasser und Hygiene das Reinvent the Toilet-Projekt auslöste eine gute Passform."Es ist ein wirklich cooles Forschungsprojekt und ein tolles Team", sagte sie. "Alle sind sehr kreativ, geduldig und unterstützend, und es gibt viele Innovationen. Es ist spannend, von allen Teammitgliedern zu lernen."

"Wir haben viel Aufregung und Energie in unserem Team, und die Gates Foundation schätzt das", sagte Linden. „Es ist eine Sache zu forschen, eine andere, Muttern und Schrauben anzuziehen und etwas zu machen, das einen Unterschied machen kann. Für mich ist das der lustige Teil, und das Projekt passt gut zu CU-Boulder, weil wir ein großes Interesse haben in Entwicklungsländern und Expertise in allen erneuerbaren Energietechnologien sowie sanitäre Einrichtungen."

Das CU-Boulder-Team bewirbt sich jetzt für Phase zwei des Reinvent the Toilet-Zuschusses der Gates Foundation, um ein praxistaugliches System zu entwickeln, das in einem Entwicklungsland auf der Grundlage seines aktuellen Designs eingesetzt werden kann, und um andere Technologien zu bewerten, die sich verbessern könnten das Toilettensystem, einschließlich der Verwendung von Hochtemperaturflüssigkeiten, die Wärme sammeln, speichern und abgeben können.

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