Usando un hidrogel único, científicos en Arabia Saudita crearon un sistema impulsado por energía solar que cultiva espinacas con éxito usando agua extraída del aire mientras produce electricidad. El diseño de prueba de concepto, descrito el 1 de marzo en la revista Informes celulares Ciencias físicas, ofrece una estrategia sostenible y de bajo costo para mejorar la seguridad alimentaria y del agua para las personas que viven en regiones de clima seco.
"Una fracción de la población mundial todavía no tiene acceso a agua limpia o energía verde, y muchos de ellos viven en áreas rurales con clima árido o semiárido", dice el autor principal Peng Wang @pengwang2003, unprofesor de ciencia e ingeniería ambiental en la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah KAUST."Nuestro diseño produce agua a partir del aire utilizando energía limpia que se habría desperdiciado y es adecuado para granjas descentralizadas a pequeña escala en lugares remotos comodesiertos e islas oceánicas".
El sistema, llamado WEC2P, se compone de un panel solar fotovoltaico colocado sobre una capa de hidrogel, que se monta sobre una gran caja de metal para condensar y recolectar agua. Wang y su equipo desarrollaron el hidrogel en su investigación anterior, y el material puedeabsorber eficazmente el vapor de agua del aire ambiente y liberar el contenido de agua cuando se calienta.
Los investigadores utilizaron el calor residual de los paneles solares cuando generaron electricidad para expulsar el agua absorbida del hidrogel. La caja de metal debajo recoge el vapor y condensa el gas en agua. Alternativamente, el hidrogel aumenta la eficiencia de los paneles solares fotovoltaicos enhasta un 9% absorbiendo el calor y bajando la temperatura de los paneles.
El equipo realizó una prueba de crecimiento de plantas usando WEC2P en Arabia Saudita durante dos semanas en junio, cuando hacía mucho calor. Usaron el agua recolectada únicamente del aire para regar 60 semillas de espinaca de agua plantadas en una caja de cultivo de plantas de plástico. Durante el transcurso del experimento, elpanel solar, con un tamaño similar a la parte superior del escritorio de un estudiante, generó un total de 1.519 vatios-hora de electricidad, y 57 de 60 de las semillas de espinaca de agua brotaron y crecieron normalmente a 18 centímetros En total, alrededor de 2 litrosde agua se condensaron del hidrogel durante el período de dos semanas.
"Nuestro objetivo es crear un sistema integrado de energía limpia, agua y producción de alimentos, especialmente la parte de creación de agua en nuestro diseño, que nos diferencia de la agrofotovoltaica actual", dice Wang. Para convertir la prueba dediseño conceptual en un producto real, el equipo planea crear un mejor hidrogel que pueda absorber más agua del aire.
"Asegurarse de que todos en la Tierra tengan acceso a agua limpia y energía limpia asequible es parte de los Objetivos de Desarrollo Sostenible establecidos por las Naciones Unidas", dice Wang. "Espero que nuestro diseño pueda ser un sistema de energía y agua descentralizado para iluminar los hogaresy cultivos de agua".
Los investigadores recibieron apoyo financiero de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Prensa de celda. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
referencia de diario:
Citar esta página:
Visita Nuevo científico for more global science stories >>>