歡迎收聽綠能所研究員陳國帝分享淨零碳排的尿液微生物燃料電池應用的小故事。

台灣奇蹟思想起–工研院的小故事：尿液微生物化身燃料電池 環保、綠能一把罩

「在地處理、在地應用，就可以真正降低碳排！」工研院將微電力轉換、儲存、應用技術開發為「尿液微生物燃料電池系統」，為原民部落解決民生缺電問題，也幫助維護環境衛生，未來可望朝向生態敏感區、難民營或重大災區擴大應用，完美整合環境保護及綠能科技。

工研院綠能所研究員陳國帝長年深耕廢水處理、有機廢棄物處理及再生能源領域，深信「尿液微生物燃料電池」的技術潛力無窮。他指出，台灣製作化學肥料主要以天然氣為原料，每生產一公斤的氮肥需要13度電，人類使用化學肥料生產農作物，處理廁所廢水、去除其中的氮肥也需要耗用13度電，如果整個過程未能妥善處理，恐怕造成河川及湖泊的優養化（Eutrophication），嚴重危及生態系的物種結構。

反之，若利用「尿液微生物燃料電池」來處理尿液，每回收一公斤的氮肥可產生4.2度電力，無需氮肥生產及處理所需的耗能，又可以產能，每公斤氮肥的能量消耗差異可達30度電。由此可知，生產氮肥需要大量能源，處理廁所廢水中的氮肥也需要額外的能源，若想避免大量耗能，又要同時達到廢棄資源的回收再利用，「微生物燃料電池」就是最佳解。

陳國帝進一步說明，人體尿液中含有豐富的氮、磷、鉀，適合製成液態肥料，而微生物燃料電池是一種能量轉換裝置，可利用微生物氧化分解有機物質而產生電能，因此可同時做到「處理廢棄物」和「產生電力」，達到水質淨化、能源生產的雙重效果。考量到民眾對於尿液的回收利用仍有疑慮，現階段「尿液微生物燃料電池」僅用於公園綠化、林木栽培等方面，不會直接和食物接觸。在分解尿液產電的過程中，尿液中的大部分病原菌已被去除，作為液肥使用其實相當安全，不但能彌補國內農業肥料的需求量，還可降低河川優養化的發生率，好處相當多。

2016年，工研院綠能所獲得經濟部能專計畫支持，進行微生物燃料電池技術開發，但當時由於單位電能低，尚無法商業化；2021年獲工研院公益計畫支持，繼續進行「尿液微生物燃料電池」研發工作，2022年實際應用研發成果，效益頗豐。陳國帝回憶，苗栗頭屋的明德社區位於明德水庫旁，團隊協助該社區設置「尿液微生物燃料電池」，先將小便斗內的尿液導入電池，進行生物電化學處理後，產生的液肥用於果樹澆灌，電力則用於廁所照明或手機充電，獲頒國家環境教育獎社區組優等肯定。

放眼國際，美國比爾蓋茲基金會早在2017年就協助烏干達Kisoro地區的Sesame Girls School建立尿液微生物燃料電池，供學生宿舍廁所夜間照明使用；2019年，補助西英格蘭大學（University of the West of England）約台幣4400萬，進行「尿液微生物燃料電池」的關鍵零組件研發。2022年，則有澳洲政府提供200萬澳幣（約5000萬台幣）改裝雪梨及昆士蘭公園院廁所，利用微生物燃料電池處理尿液、製成液肥，用於公園綠化，有效降低化肥使用的碳排量。

為了因應2050年淨零碳排目標，全球對於環保和永續發展的需求已然愈加迫切，台灣也公布《淨零轉型12項關鍵戰略》，其中之一就是「資源循環零廢棄」，你我責無旁貸。「因為舒適便利的生活，是耗費了許多能源才換來的。」對於環境永續，陳國帝坦言我們仍做得太少，未來他將和團隊持續優化技術，也透過環境教育推廣理念，期許早日將「尿液微生物燃料電池」普及化，實現永續發展的藍圖！