Kreislaufwirtschaft: Urin als Rohstoff der Zukunft

Music-For-Nature-Initiator Bernd Awaloff stellt in diesem Gastbeitrag das Thema Kreislaufwirtschaft vor. In diesem Zusammenhang könnte auch Urin als Rohstoff in der Zukunft gefragt sein. Ist das nur eine Science-Fiction-Fantasie oder könnte es Teil der zukünftigen Realität sein?

Bernd Awaloff

Heute möchten wir uns mit dem Thema Kreislaufwirtschaft beschäftigen und dafür beispielhaft die Möglichkeiten der Verwertung von Urin als Rohstoff darstellen. Bei Wikipedia wird der Begriff Kreislaufwirtschaft wie folgt definiert:

„Eine Kreislaufwirtschaft (englisch circular economy) ist ein regeneratives System, in dem Ressourceneinsatz und Abfallproduktion, Emissionen und Energieverschwendung durch das Verlangsamen, Verringern und Schließen von Energie- und Materialkreisläufen minimiert werden; dies kann durch langlebige Konstruktion, Instandhaltung, Reparatur, Wiederverwendung, Remanufacturing, Refurbishing und Recycling erzielt werden.“ (Link zur Quelle)

Und hier kommt der nachwachsende Rohstoff Urin ins Spiel. Es gibt mehr als genug davon, aber bisher macht keiner etwas daraus, obwohl die Wissenschaft schon seit Jahren – teilweise seit Jahrzehnten – sinnvolle Möglichkeiten der Nutzung aufzeigt und erforscht. 

Kreislaufwirtschaft: Urin als Dünger

Ohne Phosphor gibt es kein Leben. Das Mineral ist extrem wichtig für das Pflanzenwachstum und wird von Menschen und Tieren mit der Nahrung aufgenommen und wieder ausgeschieden. Was man wissen sollte: Die natürlichen Vorräte von Phosphor sind sehr begrenzt.Neben Phosphor enthält Urin auch noch viele weitere Mineralien und kann deshalb bestens als Basis für die Erzeugung von Dünger dienen. Aktueller Stand der Technik: Aus 1000 Liter Urin können so binnen zwei bis drei Tagen 70 Liter Dünger und 930 Liter Wasser gewonnen werden. Das reicht zum Bewässern und Düngen von 2000 Quadratmeter Boden. In weiteren Reinigungsstufen ließe sich sogar reines Trinkwasser herstellen. Gerade in Gebieten mit wenig Wasser eine echte Alternative. Ein Schweizer Startup hat hier schon erfolgreiche Praxistests realisiert (Link zum Bericht dazu & ein weiterer Link zu einem Artikel).

Kreislaufwirtschaft: Urin als Treibstoff

Forscher der Ohio University haben entdeckt, dass Urin sogar als wertvoller Treibstoff der Zukunft dienen könnte, denn mit Hilfe eines sehr günstigen Katalysators kann der Abfallstoff zur billigen Wasserstoffquelle werden. Die Chemikerin Gerardine Botte hat mit Hilfe der Elektrolyse aus dem Urin Wasserstoff gewonnen. Im Vergleich zu Wasser befinden sich im Hauptbestandteil des Urins, dem Harnstoff-Molekül, vier Wasserstoffatome, die – und das ist wichtig – weniger stark an einander gebunden sind als Wasserstoffatome im Wasser. Der Wasserstoff kann also mit weniger Energie gewonnen werden. (Link zur Studie dazu & ein weiterer Link zu einem Artikel).

Kreislaufwirtschaft: Urin als Stromquelle

Mit einem Toilettengang sein Mobiltelefon aufladen – das wäre praktisch und gleichzeitig umweltschonend. Forscher haben eine Brennstoffzelle entwickelt, die mit Urin Energie freisetzt. Diese Technologie hat in ersten Praxistests funktioniert.Die Stromerzeugung mit Urin findet in einem Keramikzylinder statt. Das ist die sogenannte “mikrobielle Brennstoffzelle”. An den Außen- und Innenseiten sind jeweils unterschiedliche Elektroden befestigt. Der Zylinder wird in eine Flasche oder Box mit Urin gestellt. Damit sind die äußeren Elektroden dem Urin ausgesetzt. Die Mikroorganismen im Urin zersetzen die Kohlenhydrate, wodurch positiv geladene Teilchen, die Protonen, sowie negativ geladene Teilchen, die Elektronen, entstehen. Über eine Verbindung zum Pluspol wandern die Elektronen in die Brennstoffzelle und es entsteht ein Überschuss an negativen Teilchen. Angezogen durch die negativen Teilchen bewegen sich die Protonen durch die Keramikwand des Zylinders ins Innere der Brennstoffzelle. Durch den Ausgleich wird Energie frei und Strom erzeugt. (Link zum Bericht)

Fotocredit: Music-for-Nature