Press "Enter" to skip to content

Hvordan forskere voksede spinat i ørkenen ved at høste vand fra tynd luft

Saudiske somre kan være tørre og brændende varme, men i juni sidste år, omkring 80 kilometer nord for Jeddah, voksede 57 frø til sunde, syv tommer høje vandspinatblade ved at høste vand ud af den blå luft.

Som alle konventionelle afgrøder har spinat brug for vand for at vokse. Men i dette tilfælde spirede spinaten takket være et solcelledrevet system, der trak damp op fra luften og kondenserede det til to liter vand.

Prototypen, der blev brugt under eksperimentet, består af tre hovedkomponenter: et lille solcellepanel, et kompositmateriale lavet af hydrogel (en højteknologisk version af hydrogelen, der anvendes i bandager til rehydrering af sår), calciumchlorid (den slags salt, vi bruger til aficingveje) plus en metalbeholder, der fungerer som et kondensationskammer.

Som de fleste konventionelle solpaneler omdannes 10-20% af den solenergi, de absorberer, til elektricitet. De resterende 80-90% omdannes til varme. Hydrogelmaterialet – tænk på det som et lag gelé fastgjort til bagsiden af solpanelet – spiller en dobbelt rolle. For det første kan det afkøle solpanelet, så det ikke overophedes. For det andet er det i stand til at absorbere vanddamp fra luften på grund af calciumchloridet, som er i stand til at absorbere mere end dets vægt i fugt. Hydrogelen selv svulmer og låser den fugt ind i materialet, så den ikke spildes.

Men vent: Vi er i Saudi-Arabiens ørken. Hvor kommer al den fugt fra? Ørkener kan være tørre, men det betyder ikke, at der ikke er fugtpartikler i luften. Den relative luftfugtighed i regionen drejer sig om 40%, tættere på 80% om natten. Som et resultat absorberer hydrogelmaterialet normalt vanddamp om aftenen og natten.

Om morgenen er materialet mættet med fugt, så når solen rammer solpanelerne, og varmen fra solpanelerne kommer i kontakt med materialet, forvandler det fugtigheden til damp og driver den ud af hydrogellaget. Metalkassen nedenfor samler derefter dampen og kondenserer den til vand. Den bedste del? Ingen af disse trin forbruger den elektricitet, der genereres af solpanelet, hvilket betyder, at hvis systemet skaleres op, kan den elektricitet, der produceres af panelerne, føres direkte ind i nettet, og den varme, der produceres af panelerne, kan bruges til at dyrke afgrøder.

I dette tilfælde valgte forskerne at dyrke vand spiny, dels fordi grøntsagen ikke kræver meget vand for at vokse, men også på grund af sin relativt korte vækstsæson. Eksperimentet varede kun to uger, men spinaten voksede syv inches høj. Andre afgrøder kunne dyrkes på samme måde, men i betragtning af den nødvendige infrastruktur ville den ikke være egnet til vandintensive afgrøder som ris eller sukkerrør.

I teorien er vandet drikkeligt, men for at det kan indtages regelmæssigt, skal mineraler tilsættes, fordi det produceres ved vandfordampning, ikke taget fra underjordiske reservoirer og mineralkilder.

For at dyrke mere vandintensive afgrøder kunne systemet skaleres op med flere solpaneler. Under alle omstændigheder skulle det først prøves med et solpanel i fuld størrelse.

Der er mange trin, før systemet kan kommercialiseres – for det første skal forskere finde industrielle samarbejdspartnere, der kan fremstille systemet omkostningseffektivt – men hvis det nogensinde gør det, kan det bruges i off-grid samfund rundt om i verden.

Be First to Comment

Leave a Reply

%d bloggers like this: