Biomineralisierung unter Verwendung niedriger Konzentrationen von Biomineralisierungslösungen (250 mM Harnstoff und 250 mM CaCl₂) im Vergleich zu den Referenzproben.
Menschlicher Urin gilt bislang vor allem als Abfallprodukt. Forschende zeigen nun jedoch, dass er als Rohstoff für innovative Baumaterialien dienen kann. In einer aktuellen Studie untersuchten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie sich mithilfe von Biomineralisation aus synthetischem und menschlichem Urin hochfeste mineralische Strukturen herstellen lassen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich auf biologischem Weg Baustoffe erzeugen lassen, die erhebliche Festigkeiten erreichen und gleichzeitig den Verbrauch energieintensiver Primärrohstoffe reduzieren könnten.
Im Mittelpunkt steht ein Verfahren, bei dem Mikroorganismen Harnstoff abbauen und dadurch die Ausfällung von Calciumcarbonat anstoßen. Dieser Prozess, bekannt als mikrobiell induzierte Carbonatfällung, führt dazu, dass lose Partikel miteinander verkittet werden und ein fester Werkstoff entsteht. Die Forschenden konnten zeigen, dass sowohl synthetischer als auch menschlicher Urin als Ausgangsstoff für diesen Prozess geeignet ist.
Besonders bemerkenswert sind die erreichten Materialeigenschaften. Die erzeugten biobasierten Verbundwerkstoffe weisen eine deutlich höhere Festigkeit auf als viele bisherige Biomineralisationsansätze. Damit rückt die Technologie näher an Anwendungen im Bauwesen heran, etwa für Mauersteine, vorgefertigte Bauteile oder die Bodenstabilisierung. Gleichzeitig eröffnet sie die Möglichkeit, Nährstoff- und Stoffströme aus Abwassersystemen gezielt in die Kreislaufwirtschaft einzubinden.
Die Studie verdeutlicht damit das Potenzial von Urin als bislang weitgehend ungenutzter Ressource. Werden biologische Prozesse künftig im größeren Maßstab nutzbar, könnten aus einem alltäglichen Abfallstoff belastbare Baumaterialien entstehen, die Materialkreisläufe schließen und den ökologischen Fußabdruck des Bauens reduzieren.
Smirnova, M., Funaro, D.P., Steffens, A. et al. (2026) High strength biomineralization using synthetic and human urine. npj Mater. Sustain. 4, 41. https://doi.org/10.1038/s44296-026-00126-7
