Ученые смогли вырастить шпинат в пустыне с помощью системы, которая собирает воду из воздуха

Пэн Ван, ведущий автор исследования и профессор науки об окружающей среде и инженерии Научно-технологического университета имени короля Абдаллы, подчеркивает, что система важна в отсутствие доступа к традиционным водным ресурсам, например реке или озеру.

Как работает эта система

Прототип, использованный во время эксперимента, состоит из трех основных частей:

• небольшой фотоэлектрической панели (композиционный материал из высокотехнологичной версии гидрогеля, используемой в повязках для регидратации ран);
• хлорид кальция (соль, с помощью которой очищают дороги ото льда);
• металлический контейнер (выступает в качестве камеры конденсации).

Как и в большинстве традиционных солнечный панелей, 10-20% поглощаемой солнечной энергии система преобразует в электричество, а оставшиеся 80-90% — в тепло.

Фото в тексте: Научно-технологический университет имени короля Абдаллы

Гидрогелевый материал напоминает слой желе, прикрепленный к задней части панели. Он выполняет две задачи:

• защищает панель от перегрева;
• поглощает водяной пар из воздуха благодаря хлориду кальция (объем поглощаемой им влаги может превышать его вес). 

Сам гидрогель набухает и запирает влагу, предотвращая ее утечку. Однако откуда в пустыне Саудовской Аравии столько влаги?

Пустыни могут быть сухими, но это не значит, что в воздухе нет частиц влаги. Относительная влажность в регионе составляет около 40%, но, по словам Вана, ночью она достигает 80%. Поэтому система спроектирована таким образом, чтобы гидрогелевый материал поглощал водяной пар вечером и ночью.

Фото в тексте: Научно-технологический университет имени короля Абдаллы

К утру материал пропитывается влагой. Когда солнце попадает на солнечные панели, а тепло от них вступает в контакт с материалом, влага превращается в пар и вытесняется ее из гидрогелевого слоя. Металлический контейнер в нижней части системы собирает пар и конденсирует его в воду.

Но самое интересное заключается в том, что ни на одном из этих этапов не потребляется электроэнергия, сгенерированная солнечной панелью. Это означает, что при масштабировании системы эту энергию можно направлять напрямую в энергосистему, а тепло — использовать для выращивания культур.

Ученые решили выращивать именно шпинат отчасти из-за того, что он не требует много воды и быстро растет. Эксперимент продлился всего две недели, и за этого время шпинат уже достиг 18 см.

Где можно применять этот способ

Как утверждает Ван, таким методом можно выращивать и другие культуры. Однако с учетом необходимой инфраструктуры он не подойдет для водоемких культур, таких как рис и сахарный тростник.

В теории эта вода также пригодна для питья, но чтобы потреблять ее регулярно, потребуется добавить в нее минералы, поскольку она образуется путем испарения, а не извлекается из подземных резервуаров и минеральных источников.

Чтобы выращивать более водоемкие культуры, можно увеличить количество солнечных панелей. Но, как говорит Ван, «эта вода особенная, она из воздуха», поэтому ее стоит использовать экономно.

Ван добавляет, что система подойдет и для более умеренного климата с более высокой влажностью. В любом случае, для начала его нужно протестировать с полноразмерной солнечной панелью.

Прежде чем система начнет использоваться в коммерческих целях, необходимо сделать многое. К примеру, найти промышленных партнеров, которые смогут производить систему с низкими затратами. Но если это произойдет, то, как считает Ван, ее смогут использовать независимые сообщества по всему миру.

Источник.