Usando un hidrogel único, los científicos en Arabia Saudita crearon un sistema impulsado por energía solar que cultiva espinacas con éxito utilizando agua extraída del aire mientras produce electricidad.
por Prensa celular
El diseño de prueba de concepto, descrito el 1 de marzo en la revista Cell Reports Physical Science , 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, profesor de ciencias ambientales e ingeniería. en la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey 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 como desiertos e islas oceánicas».
El sistema, llamado WEC 2 P, está compuesto por 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 puede absorber efectivamente 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 al generar 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 hasta en un 9% al absorber el calor y reducir la temperatura de los paneles.
El equipo realizó una prueba de cultivo de plantas usando WEC 2 P en Arabia Saudita durante dos semanas en junio, cuando el clima era muy caluroso. Usaron el agua recolectada únicamente del aire para regar 60 semillas de espinacas de agua plantadas en una caja de cultivo de plantas de plástico. En el transcurso del experimento, el panel solar, con un tamaño similar a la parte superior del escritorio de un estudiante, generó un total de 1519 vatios-hora de electricidad, y 57 de las 60 semillas de espinaca de agua brotaron y crecieron normalmente a 18 centímetros. En total, se condensaron alrededor de 2 litros de agua 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 el diseño de prueba de concepto 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 hogares y regar cultivos».
