Interessant sistema d'energia solar de zeolita
Oct 18, 2022
Les molècules d'aigua són una substància omnipresent al planeta. Tanmateix, segons les Nacions Unides, més de 2.000 milions de persones no tenen accés a aigua potable i més de 2.300 milions de persones, o el 30 per cent de la població mundial, no tenen prou per menjar durant tot l'any.
Investigadors de la Royal Abdullah University of Science and Technology (KAUST) a l'Aràbia Saudita han desenvolupat un sistema que utilitza la calor residual dels panells solars per extreure aigua líquida del vapor d'aigua de l'aire. El sistema és un sistema autosostenible que combina aigua/generació d'energia/producció de cultius. Els resultats de l'estudi es publiquen al número de l'1 de març de 2022 de la revista Cell Reports Physical Sciences.
Se sap que l'energia solar és ineficient, ja que menys del 20 per cent de l'energia solar que arriba als panells solars es converteix en electricitat. La resta es converteix en calor residual generat durant el procés de generació d'energia, reduint encara més l'eficiència de l'electricitat generada.
L'equip d'investigació ha desenvolupat un sistema que utilitza aquesta calor residual per produir aigua. El sistema utilitza hidrogels, en els quals l'equip d'investigació treballa des de fa temps. Les zeolites són estructures poroses i altament higroscòpiques amb estructures polimèriques interconnectades que poden emmagatzemar grans quantitats de molècules d'aigua a l'interior. Les zeolites no requereixen temperatures molt elevades per alliberar aigua. La calor residual alliberada pels panells solars és només uns 50 graus centígrads per sobre de la temperatura de l'aire, però això és suficient per alliberar molècules d'aigua de l'hidrogel.
El sistema desenvolupat es pot canviar entre dos modes. Un és el mode de refrigeració, en què l'hidrogel sempre està exposat a l'aire exterior. A la nit, l'hidrogel absorbeix el vapor d'aigua de l'aire i l'endemà, quan surt el sol, la calor residual dels panells solars allibera el vapor d'aigua. Utilitzar l'energia tèrmica per refredar panells solars i augmentar l'eficiència de generació d'energia.
En el mode de producció de cultius, l'hidrogel només s'exposa a l'atmosfera a la nit i segella durant el dia. Les molècules d'aigua recollides a la nit s'evaporen i es condensen a la cambra durant el dia, produint aigua líquida. Aquesta aigua es pot utilitzar com a aigua de reg per a instal·lacions de cultiu.
En un experiment de demostració de tres mesos, els panells solars van augmentar la seva producció d'energia en mode de refrigeració fins a un 9,9 per cent. A més, l'aigua que s'obté en la modalitat de producció de cultius es pot aprofitar per conrear cultius com la col. L'electricitat generada per les plaques solars no s'utilitza per a la producció d'aigua o el creixement de les plantes.
El sistema pot produir dos recursos importants, aigua i electricitat, alhora, contribuint potencialment al nexe aigua/energia/aliments. Tanmateix, els investigadors diuen que els PMA necessiten fons suficients per comprar solucions d'alta tecnologia en aquesta etapa. Mentre esbrinen com instal·lar-los a baix cost, busquen el suport dels governs i les ONG, però el futur és incert.
