Tryck "Enter" för att gå vidare till kommentarer

Hur forskare odlade spenat i öknen genom att skörda vatten ur tomma luften

Saudiarabiska somrar kan vara torra och brännheta, men i juni förra året, cirka 80 kilometer norr om Jeddah, växte 57 frön till friska, sju tum höga vattenspenatblad genom att skörda vatten ur tomma luften.

Som alla konventionella grödor behöver spenat vatten för att växa. Men i det här fallet grodde spenaten tack vare ett solcellsdrivet system som drog upp ånga från luften och kondenserade den till två liter vatten.

Prototypen som användes under experimentet består av tre huvudkomponenter: en småskalig solcellspanel, ett kompositmaterial tillverkat av hydrogel (en högteknologisk version av hydrogelen som används i bandage för att återhydrera sår), kalciumklorid (den typ av salt vi använder för att avisa vägar), plus en metallbehållare som fungerar som en kondensationskammare.

Liksom de flesta konventionella solpaneler omvandlas 10-20% av solenergin de absorberar till elektricitet. Resterande 80-90% omvandlas till värme. Hydrogelmaterialet – tänk på det som ett lager av gelé fäst på baksidan av solpanelen – spelar en dubbel roll. För det första kan den kyla solpanelen så att den inte överhettas. För det andra kan den absorbera vattenånga från luften på grund av kalciumkloriden, som kan absorbera mer än sin vikt i fukt. Hydrogelen själv sväller och låser in den fukten i materialet, så att den inte spills.

Men vänta: Vi är i Saudiarabiens öken. Var kommer all den fukten ifrån? Öknar kan vara torra, men det betyder inte att det inte finns några fuktpartiklar i luften. Den relativa luftfuktigheten i regionen kretsar kring 40 %, närmare 80 % på natten. Som ett resultat absorberar hydrogelmaterialet vanligtvis vattenånga under kvällen och natten.

På morgonen är materialet mättat med fukt, så när solen träffar solpanelerna, och värmen från solpanelerna kommer i kontakt med materialet, förvandlar det fukten till ånga och driver ut den ur hydrogelskiktet. Metalllådan nedan samlar sedan upp ångan och kondenserar den till vatten. Den bästa delen? Inget av dessa steg förbrukar den elektricitet som genereras av solpanelen, vilket innebär att om systemet skalas upp kan elen som produceras av panelerna matas direkt in i nätet och värmen som produceras av panelerna kan användas för att odla grödor.

I det här fallet valde forskarna att odla vattenspenat, delvis för att grönsaken inte kräver mycket vatten för att växa, men också på grund av dess relativt korta växtperiod. Experimentet varade bara i två veckor, men spenaten blev sju tum hög. Andra grödor skulle kunna odlas på liknande sätt, men med tanke på den infrastruktur som krävs, skulle den inte vara lämplig för vattenintensiva grödor som ris eller sockerrör.

I teorin är vattnet drickbart, men för att det ska kunna konsumeras regelbundet skulle mineraler behöva tillsättas eftersom det produceras genom vattenavdunstning, inte hämtat från underjordiska reservoarer och mineralkällor.

För att odla mer vattenintensiva grödor skulle systemet kunna skalas upp med fler solpaneler. Hur som helst, att prova den med en solpanel i full storlek skulle behöva komma först.

Det finns många steg innan systemet kan kommersialiseras – för det första måste forskarna hitta industriella samarbetspartners som kan tillverka systemet kostnadseffektivt – men om det någonsin gör det kan det användas i off-grid samhällen runt om i världen.

Var den första att kommentera

Leave a Reply

%d bloggers like this: