Занимљив зеолит соларни систем

Молекули воде су свеприсутна супстанца на планети. Међутим, према подацима Уједињених нација, више од 2 милијарде људи нема приступ безбедној води за пиће, а више од 2,3 милијарде људи, или 30 одсто светске популације, нема довољно хране током целе године.

Истраживачи са Краљевског универзитета за науку и технологију Абдулах (КАУСТ) у Саудијској Арабији развили су систем који користи отпадну топлоту соларних панела за издвајање течне воде из водене паре у ваздуху. Систем је самоодрживи систем који комбинује производњу воде/електричне енергије/производњу усева. Резултати студије објављени су у издању часописа Целл Репортс Пхисицал Сциенцес од 1. марта 2022.

Познато је да је соларна енергија неефикасна, јер се мање од 20 процената сунчеве енергије која погоди соларне панеле претвара у електричну енергију. Остатак постаје отпадна топлота која се ствара током процеса производње електричне енергије, што додатно смањује ефикасност произведене електричне енергије.

Истраживачки тим је развио систем који користи ову отпадну топлоту за производњу воде. Систем користи хидрогелове, на којима истраживачки тим ради већ неко време. Зеолити су високо хигроскопне, порозне структуре са међусобно повезаним полимерним структурама које могу да складиште велике количине молекула воде унутра. Зеолити не захтевају веома високе температуре за ослобађање воде. Отпадна топлота коју ослобађају соларни панели је само око 50 степени Целзијуса изнад температуре ваздуха, али то је довољно за ослобађање молекула воде из хидрогела.

Развијени систем се може пребацивати између два режима. Један је режим хлађења, у којем је хидрогел увек изложен спољашњем ваздуху. Ноћу, хидрогел апсорбује водену пару из ваздуха, а следећег дана, када сунце изађе, отпадна топлота из соларних панела ослобађа водену пару. Коришћење топлотне енергије за хлађење соларних панела и повећање ефикасности производње енергије.

У режиму производње усева, хидрогел је изложен атмосфери само ноћу и затворен током дана. Молекули воде прикупљени ноћу испаравају и кондензују се у комори током дана, стварајући течну воду. Ова вода се може користити као вода за наводњавање објеката за узгој усева.

У тромесечном демонстрационом експерименту, соларни панели су повећали производњу енергије у режиму хлађења до 9,9 одсто. Поред тога, вода добијена у режиму производње усева може се користити за узгој усева као што је купус. Електрична енергија коју производе соларни панели не користи се за производњу воде или раст биљака.

Систем може истовремено произвести два важна ресурса, воду и електричну енергију, потенцијално доприносећи нексусу вода/енергија/храна. Међутим, истраживачи кажу да је ЛДЦ-има потребно довољно средстава за куповину високотехнолошких решења у овој фази. Док смишљају како да их инсталирају по ниској цени, они траже подршку од влада и невладиних организација, али будућност је неизвесна.