Press "Enter" to skip to content

Hoe wetenschappers spinazie in de woestijn verbouwden door water uit de ijle lucht te oogsten

Saoedische zomers kunnen droog en verzengend heet zijn, maar afgelopen juni, ongeveer 80 kilometer ten noorden van Jeddah, groeiden 57 zaden uit tot gezonde spinabladeren met zeven centimeter hoog water door water uit het niets te oogsten.

Zoals alle conventionele gewassen heeft spinazie water nodig om te groeien. Maar in dit geval ontkiemde de spinazie dankzij een fotovoltaïsch aangedreven systeem dat stoom uit de lucht opnam en condenseerde tot twee liter water.

Het prototype dat tijdens het experiment werd gebruikt, bestaat uit drie hoofdcomponenten: een kleinschalig fotovoltaïsch paneel, een composietmateriaal gemaakt van hydrogel (een hightech versie van de hydrogel die wordt gebruikt in verbanden om wonden te hydrateren), calciumchloride (het soort zout dat we gebruiken om strooipaden te ontdooien), plus een metalen container die fungeert als een condensatiekamer.

Zoals de meeste conventionele zonnepanelen wordt 10-20% van de zonne-energie die ze absorberen omgezet in elektriciteit. De overige 80-90% wordt omgezet in warmte. Het hydrogelmateriaal – zie het als een laag gelei die aan de achterkant van het zonnepaneel is bevestigd – speelt een dubbele rol. Ten eerste kan het het zonnepaneel koelen zodat het niet oververhit raakt. Ten tweede is het in staat om waterdamp uit de lucht te absorberen vanwege het calciumchloride, dat in staat is om meer dan zijn gewicht aan vocht te absorberen. De hydrogel zelf zwelt op en houdt dat vocht vast in het materiaal, zodat het niet morst.

Maar wacht: we zijn in de woestijn van Saoedi-Arabië. Waar komt al dat vocht vandaan? Woestijnen kunnen droog zijn, maar dit betekent niet dat er geen vochtdeeltjes in de lucht zijn. De relatieve luchtvochtigheid in de regio schommelt rond de 40%, dichter bij 80% ’s nachts. Als gevolg hiervan absorbeert het hydrogelmateriaal meestal waterdamp tijdens de avond en nacht.

In de ochtend is het materiaal verzadigd met vocht, dus wanneer de zon de zonnepanelen raakt en de warmte van de zonnepanelen in contact komt met het materiaal, verandert het het vocht in stoom en drijft het uit de hydrogellaag. De metalen doos eronder verzamelt vervolgens de stoom en condenseert deze tot water. Het beste deel? Geen van deze stappen verbruikt de elektriciteit die door het zonnepaneel wordt opgewekt, wat betekent dat als het systeem wordt opgeschaald, de elektriciteit die door de panelen wordt geproduceerd rechtstreeks aan het net kan worden geleverd en de warmte die door de panelen wordt geproduceerd, kan worden gebruikt om gewassen te verbouwen.

In dit geval kozen de onderzoekers ervoor om water stekelig te kweken, deels omdat de groente niet veel water nodig heeft om te groeien, maar ook vanwege het relatief korte groeiseizoen. Het experiment duurde slechts twee weken, maar de spinazie groeide zeven centimeter hoog. Andere gewassen zouden op een vergelijkbare manier kunnen worden geteeld, maar gezien de benodigde infrastructuur zou het niet geschikt zijn voor waterintensieve gewassen zoals rijst of suikerriet.

In theorie is het water drinkbaar, maar om het regelmatig te kunnen consumeren, zouden mineralen moeten worden toegevoegd omdat het wordt geproduceerd door waterverdamping, niet uit ondergrondse reservoirs en minerale bronnen.

Om meer waterintensieve gewassen te telen, zou het systeem kunnen worden opgeschaald met meer zonnepanelen. Hoe dan ook, het proberen met een full-size zonnepaneel zou eerst moeten komen.

Er zijn veel stappen voordat het systeem kan worden gecommercialiseerd – ten eerste moeten wetenschappers industriële medewerkers vinden die het systeem kosteneffectief kunnen produceren – maar als het ooit gebeurt, kan het worden gebruikt in off-grid gemeenschappen over de hele wereld.

Be First to Comment

Geef een reactie

%d bloggers liken dit: