Trykk “Enter” for å komme videre

Hvordan forskere vokste spinat i ørkenen ved å høste vann fra tynn luft

Saudiske somre kan være tørre og brennende varme, men i juni i fjor, ca 80 kilometer nord for Jeddah, vokste 57 frø til sunne, syv tommers høye vann spinablader ved å høste vann ut av tynn luft.

Som alle konvensjonelle avlinger trenger spinat vann for å vokse. Men i dette tilfellet spiret spinaten takket være et fotovoltaisk drevet system som trakk opp damp fra luften og kondenserte den til to liter vann.

Prototypen som brukes under eksperimentet består av tre hovedkomponenter: et lite fotovoltaisk panel, et komposittmateriale laget av hydrogel (en høyteknologisk versjon av hydrogelen som brukes i bandasjer for å rehydrere sår), kalsiumklorid (den typen salt vi bruker til avisingsveier), pluss en metallbeholder som fungerer som et kondenskammer.

Som de fleste konvensjonelle solcellepaneler omdannes 10-20% av solenergien de absorberer til elektrisitet. De resterende 80-90% omdannes til varme. Hydrogelmaterialet – tenk på det som et lag med gelé festet på baksiden av solcellepanelet – spiller en dobbel rolle. For det første kan det avkjøle solcellepanelet slik at det ikke overopphetes. For det andre er det i stand til å absorbere vanndamp fra luften på grunn av kalsiumkloridet, som er i stand til å absorbere mer enn vekten i fuktighet. Hydrogelen selv svulmer og låser fuktigheten inn i materialet, slik at den ikke søler.

Men vent: Vi er i Ørkenen i Saudi-Arabia. Hvor kommer all den fuktigheten fra? Ørkener kan være tørre, men dette betyr ikke at det ikke er fuktighetspartikler i luften. Den relative fuktigheten i regionen dreier seg om 40%, nærmere 80% om natten. Som et resultat absorberer hydrogelmaterialet vanligvis vanndamp om kvelden og natten.

Om morgenen er materialet mettet med fuktighet, så når solen treffer solcellepanelene, og varmen fra solcellepanelene kommer i kontakt med materialet, gjør det fuktigheten til damp og driver den ut av hydrogellaget. Metallboksen nedenfor samler deretter dampen og kondenserer den til vann. Det beste? Ingen av disse trinnene forbruker strømmen som genereres av solcellepanelet, noe som betyr at hvis systemet skaleres opp, kan strømmen som produseres av panelene mates direkte inn i rutenettet, og varmen som produseres av panelene, kan brukes til å dyrke avlinger.

I dette tilfellet valgte forskerne å vokse vann spiny, delvis fordi grønnsaket ikke krever mye vann for å vokse, men også på grunn av sin relativt korte vekstsesong. Eksperimentet varte bare i to uker, men spinaten ble syv tommer høy. Andre avlinger kunne dyrkes på en lignende måte, men gitt infrastrukturen som kreves, ville den ikke være egnet for vannintensive avlinger som ris eller sukkerrør.

I teorien er vannet drikkbart, men for at det skal konsumeres regelmessig, må mineraler tilsettes fordi det produseres ved vannfordampning, ikke tatt fra underjordiske reservoarer og mineralkilder.

For å vokse mer vannintensive avlinger, kan systemet skaleres opp med flere solcellepaneler. Uansett, å prøve det med et solcellepanel i full størrelse måtte komme først.

Det er mange trinn før systemet kan kommersialiseres – for det første må forskere finne industrielle samarbeidspartnere som kan produsere systemet kostnadseffektivt – men hvis det noen gang gjør det, kan det brukes i off-grid samfunn rundt om i verden.

Vær den første til å kommentere

Legg inn en kommentar

%d bloggere liker dette: