В отдаленных пустынных районах, не хватает, по крайней мере, двух вещей: электрической энергии и источника водоснабжения необходимого для сельского хозяйства. Новая экспериментальная система решает обе эти проблемы, сочетая фотоэлектрические панели с абсорбирующим гидрогелем.
Схема предполагаемого крупномасштабного варианта системы. Ренюань Ли
Разработанная учеными из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) в Саудовской Аравии, эта технология получила название интегрированной системы совместного производства воды, электричества и выращивания сельскохозяйственных культур или сокращенно, WEC2P.
Один из вариантов экспериментальной установки, включающей две фотоэлектрические панели и полузакрытый ящик для выращивания растений. Ренюань Ли
Система включает в себя массив соединенных фотоэлектрических панелей, каждая из которых расположена на слое гидрогеля. Панель и гель представляют собой крышку наклоненного вниз металлического ящика, в нижней части которого имеется излив.
За две недели жаркой погоды прошлым летом исследователи смогли вырастить шпинат, выживаемость которого составила 95 процентов. Ренюань Ли
На ночь контейнер оставляют открытым, позволяя гидрогелю впитывать влагу из воздуха. Днем коробку закрывают. Когда на нее светит солнце, панель вырабатывает электричество. Солнечный свет также вызывает нагрев верхней части конструкции. В результате поглощенная вода испаряется из геля и конденсируется на обратной стороне панели. Вода, стекая с поверхности панели, отводит избыточное тепло, обеспечивая охлаждающий эффект, который позволяет устройству работать на 9 процентов эффективнее. Затем вода попадает в нижнюю часть металлического контейнера, где собирается для дальнейшего использования.
На этой фотографии изображены солнечные фотоэлектрические панели, под которыми используется водопоглощающий гидрогель, помогающий сохранять прохладу и повышающий эффективность их работы. Ренюань Ли
В июне прошлого года в течение двух недель ученые тестировали новую технологию. Используя фотоэлектрическую панель и слой гидрогеля размером со "столешницу ученического стола", система произвела в общей сложности 1 519 ватт-часов электроэнергии и сконденсировала около 2 литров воды. Вода была использована для полива 60 семян шпината, посаженных в пластиковый контейнер, 57 из которых проросли и достигли высоты 18 см (7 дюймов).
"Убедиться, что каждый человек на Земле имеет доступ к чистой воде и недорогой чистой энергии, является частью Цели в области устойчивого развития, установленной Организацией Объединенных Наций", - говорит старший автор исследования, профессор Пенг Ванг. "Я надеюсь, что наша разработка может стать децентрализованной системой энерго- и водоснабжения для освещения домов и полива сельскохозяйственных культур".
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Cell Reports Physical Science.
Источник: Cell Press через EurekAlert
https://www.eurekalert.org/news-releases/944511
https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(22)00048-0
https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-10564395/Solar-panels-successfully-grow-spinach-pulling-water-vapour-experts-report.html
