尿液變黃金!德國研發「永續生技混凝土」打造環保建築新革命
科技
05-08
德國斯圖加特大學的研究團隊近期突破傳統思維,利用微生物技術將人類尿液轉化為環保建材「生技混凝土」,並成功建構「廢水-生技混凝土-肥料」的迴圈經濟鏈。這項獲得巴登-符騰堡邦科學藝術部延長補助的創新計畫,現正進入產品最佳化與實測階段。
全球每年消耗約40億噸水泥,傳統水泥製程需在1,450度高溫下煅燒,不僅耗能更排放大量溫室氣體。斯圖加特大學輕量化結構與概念設計研究所所長Lucio Blandini教授指出:「生技混凝土不僅能替代傳統砂岩,在某些應用上更可取代水泥混凝土,且完全使用廢棄物為原料,大幅降低環境負擔。」
研究團隊開發的革命性製程,是將含菌粉末與沙混合後注入模具,再以富含鈣質的尿液進行三天自動化沖洗。透過細菌分解尿素與鈣質的化學反應,促使碳酸鈣晶體生長,最終將沙混合物固化成硬度媲美天然石灰砂岩的建材。目前最大可製作厚度達15公分的各種形狀構件。
初步實驗結果令人振奮:使用技術級尿素時,抗壓強度突破50兆帕(MPa),遠超現有生物礦化建材;即便使用真人尿液也達到5MPa。團隊目標是將強度提升至30-40MPa,足以建造二至三層樓建築,現正進行凍融測試以評估戶外適用性。
這項名為「SimBioZe」的計畫特別強調迴圈經濟價值。研究員Maiia Smirnova解釋:「尿液自帶水分無需額外加水,製程能耗與排放遠低於傳統水泥。我們更同步從廢水中回收農業肥料,實現雙重環保效益。」團隊已規劃在斯圖加特機場設定試驗場,實際驗證這套「尿液回收-建材生產-肥料製造」的整合系統。
在獲得三年期延長補助後,研究人員將深入分析尿液成分對細菌活性的影響,持續最佳化製程。這項創新技術若成功商業化,將為建築產業帶來革命性的永續解決方案。
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