Ocenjujejo, da skoraj 2.000 milijardi ljudi, kar je četrtina svetovnega prebivalstva, nima dostopa do pitne vode, približno 800 milijonov jih nima elektrike in skoraj enako število ima težave s prehranjevanjem. Milijarde ljudi živijo v revščini na različnih delih planeta in da ne vzdržujemo osnovnih potrebščin iz dneva v dan.
"Mnogi od njih živijo na podeželskih območjih s sušnim ali polsušnim podnebjem," je dejal Peng Wang, profesor okoljskih znanosti in inženiringa na Univerzi za znanost in tehnologijo kralja Abdulaha (KAUST). Njegovo zadnje delo je uspelo izboljšati varnost hrane in vode za ljudi, ki živijo v regijah s suhim podnebjem.
Sončna plošča, poseben hidrogel in pločevinka, to so orodja, ki jih potrebujete, da gojite špinačo v puščavi in jo poleg tega oddate z vodno paro. "Naš oblikovalec naredi vodo iz čistega zraka z uporabo čiste energije, ki bi bila zapravljena, in je primeren za majhne, decentralizirane kmetije na oddaljenih lokacijah, kot so puščave in oceanski otoki," pravi Wang.
"Naš dizajn naredi vodo iz čistega zraka z uporabo čiste energije, ki bi bila zapravljena," Peng Wang, profesor okoljskih znanosti in inženiringa na Univerzi za znanost in tehnologijo kralja Abdulaha (KAUST)
Dostop do pitne vode je težava za 25 % prebivalstva, vendar je pomanjkanje vodnih virov vse bolj glavobol za nekatere regije. Zaradi pomanjkanja dežja in sušnih obdobij je treba to tekočino iskati pod zemljo v vodnjakih in tudi s pogledom v nebo.
Študija, ki jo je vodil Wang, je navedla, da je atmosferska voda lahko "pomemben potencialni vir sladke vode". Po njegovih izračunih je ocenjena na približno 12.900 milijard ton v obliki hlapov in kapljic. Zajem v oblaku je ena od alternativ, "nudimo" trajnostno in poceni strategijo, "pravi Wang v reviji "Cell Reports Physical Science".
Če se kanarske mreže uporabljajo za ogled dreves na Gran Canarii, je rešitev teh znanstvenikov iz Savdske Arabije omogočila gojenje špinače sredi puščave. Vaša formula? "Uporabili smo vodo, pridobljeno iz zraka in za proizvodnjo električne energije," dodaja.
Špinača pri 41ºC
Wangova ekipa je posadila 60 sadik špinače v rastočo škatlo sredi puščave. Test je bil opravljen sredi junija, ko so najvišje temperature v Savdski Arabiji dosegle 41 °C, najnižje pa 30 °C. Poleg tega je režim padavin v tem mesecu nič dni. Vodni in kmetijski izziv, saj imajo pridelki špinače raje bogata in vlažna tla.
Na tem improviziranem sadovnjaku so znanstveniki z Univerze za znanost in tehnologijo King Abdullaha namestili sistem, imenovan WEC2P, sestavljen iz fotovoltaične sončne plošče, nameščene na plast hidrogela, ki stoji na veliki jabolčni škatli za kondenzacijo in zbiranje vode.
Test je bil izveden sredi junija, ko so najvišje temperature v Savdski Arabiji dosegle 41 °C, najnižje pa 30 °C.
V predhodnih raziskavah so Wang in njegova ekipa uspeli narediti sončne celice znoj. Vlažnost se ponoči poveča in to je trenutek zajetja. V zadnjih letih so raziskovalci zasnovali materiale, ki lahko absorbirajo vodno paro iz zraka in jo kondenzirajo v tekočo vodo, da ohladijo sončne celice in jih naredijo učinkovitejše.
Zdaj so znanstveniki na savdski univerzi šli še korak dlje. Zahvaljujoč hidrogelu s soljo kalcijevega klorida se vodna para ujame v raztopino, ki se ob sončnem vzhodu čez dan kondenzira v kapljice.
Raziskovalci so uporabili odpadno toploto iz sončnih kolektorjev pri proizvodnji električne energije za izločanje absorbirane vode iz hidrogela. Kovinska škatla spodaj zbira paro in kondenzira plin v vodo. Podobno hidrogel poveča učinkovitost fotovoltaičnih solarnih panelov za 9 %, da absorbira toploto in zmanjša temperaturo panelov.
V celotnem poskusu je sončna plošča, velika kot vrh študentske mize, ustvarila skupno 1,519 vatnih ur električne energije, 57 od 60 vodnih semen špinače pa je vzklilo in normalno zraslo do 18 centimetrov. "Skupaj smo v zadnjih nekaj tednih kondenzirali 2 litra vode iz hidrogela," je dejal Wang.
»Naš cilj je ustvariti celosten sistem za proizvodnjo čiste energije, vode in hrane, predvsem tistega dela ustvarjanja vode v novem dizajnu, ki nas razlikuje od sedanje agrofotovoltaike,« je razkril. Da pa bi konceptualno zasnovo izdelka spremenili v pravi izdelek, bo ekipa predvidela ustvarjanje boljšega hidrogela, ki lahko absorbira več vode iz zraka.
