历史上，下水道一直是确保粪便不向环境释放有害病原体的最佳途径。在未来，这种情况会开始改变，一些能够独立处理粪便的“新世代厕所”将日益普及。比尔·盖茨为此花了七年时间，投入了两亿多美元。
在2018年11月6日于北京举行的新世代厕所博览会上，比尔·盖茨表示新世代厕所即将问世。他还代表盖茨基金会承诺，将再投资两亿美元用于持续研发，为贫困人口降低新型卫生产品的成本，并在新型无下水道卫生产品最能带来广泛影响的地区支持市场培育。
2009年，比尔及梅琳达·盖茨基金会(Bill & Melinda Gates Foundation)向一些科学家与工程师提出了这样一个难题：发明能够消灭病原体又无需连接下水道的厕所技术。
实现这种厕所技术需要攻克两大挑战。第一是让卫生服务链条上的粪便管理变得更容易，成本更低。第二是要发明一种自成一体的新型厕所——能够杀死病原体，而且具有内置的微型处理设备，即“新世代厕所”。这种厕所综合采用多种创新技术，实现人类粪便降解灭菌，产出清洁的水和固态物质。这些固态物质可用作肥料，或无须再做处理就可以在户外安全排放。
为了解决第一个挑战，盖茨基金会和合作伙伴开发了一个小型处理厂，能够处理从坑厕、化粪池和下水管道中收集的粪便和有机污泥。这个“万能处理器”不仅能产生足够力支持自身运转，还可以放置在任何地方。除了杀死人类粪便中的有害病原体，它还能将剩余物质转化成有经济价值的产品，例如清洁的水、电力和肥料。
为了攻克第二个挑战，即让厕所离网运行，科学家和工程师们设计出了许多不同形态的厕所。
有些厕所被设计成自主发电。例如英国克兰菲尔德大学(Cranfield University)设计的纳米膜厕所。打开或关闭它的马桶盖时会触发一个将液体从固体中分离的螺旋装置，粪便将落入平底容器内，大便和小便会被分离开来。一个气化炉会将固体物质转化成灰分和热能，用来为厕所运行提供动力。小便则会被过滤为清洁的水。不过，目前的干冲马桶需要连接小型喷水装置以清除桶内残留物。与冲一次马桶所需的10升水相比，这种喷水装置的用水量很小。
克兰菲尔德大学的干冲马桶
新世代厕所的一大主题是将粪便转化为有价值的东西。艾科森（EcoSan）能提取出干净的、可以用来洗手的水。杜克大学的社区处理系统所产生的水可以用来冲厕所或补充肥料。南佛罗里达大学的NEWgenerator甚至可以收集甲烷气体用于烹饪或取暖。
目前，这些新世代厕所技术的部分设计已经进入早期测试阶段。据悉，这类新世代厕所有望改善近40亿没有安全卫生设施的人们的生活，降低疾病传播的风险。除了保障安全如厕，比尔·盖茨表示，“到2030年，仅仅是第一代的新世代厕所，每年就能在全球范围创造出60亿美元的商机”。
十年前，比尔·盖茨停止了在微软的全职工作。他和妻子梅琳达频繁地访问贫困国家，也因此开始关注卫生问题。他发现，“在我们到访的一些地方，孩子们在粪污遍地的路上玩耍，粪坑需要手工清掏，公共厕所臭到没人愿意使用，当地家庭饮用的水也受到粪便污染。”他意识到：想要在全球范围消除贫困这个顽疾，我们要用全新的方式来审视并最终解决全球卫生危机。他还了解到，全球有一半以上的人用不上安全的厕所，因而无法过上健康而富有成效的生活。粪便中携带着大量的病毒病菌和寄生虫卵，这些病原体会引发腹泻、霍乱、伤寒等疾病，每年导致近五十万名五岁以下儿童死亡。据估算，全球每年由于医疗成本增加、生产力降低和收入减少造成的经济损失高达2230亿美元。而恶劣的卫生条件加剧了部分国家和地区贫病交加的恶性循环。全球发展中国家，有62%的粪便没有得到安全管理。以南非的一座城市为例，有97%的人类粪便未经处理。
