Jak hodować rośliny na pustyni, WEC2P, panele słoneczne, hydrożel, WEC2P

Jak hodować rośliny na pustyni? Systemowi WEC2P wystarczą panele słoneczne i hydrożel

Kojarzycie może pustynną planetę Arrakis z powieści Franka Herberta? Tam rdzenni obywatele próbują zapewnić swojemu domowi nową erę, w której wody nie pozyskuje się już z ciał zmarłych, a rośliny rosną na każdym kroku. Oni mają na to własne „niecne” sposoby, ale gdyby mieli do dyspozycji naszych naukowców, swoje marzenie mogliby przekuć na rzeczywistość znacznie szybciej. Wspominam o tym nie bez przyczyny, a przez to, że system WEC2P z panelami słonecznymi i hydrożelem pozwala m.in. właśnie hodować rośliny na pustyni.

WEC2P wykorzystuje przypadłość paneli słonecznych za pomocą hydrożelu, gromadząc wilgoć z powietrza dla roślin

Tym razem opisujemy dzieło zespołu naukowców z KAUST w Arabii Saudyjskiej, którym przewodzi Peng Wang, profesor nauk środowiskowych i inżynierii. Ci zdołali nie tylko opracować tani sposób chłodzenia paneli słonecznych, ale też poszli o krok dalej i połączyli swój pomysł z rolnictwem, a nawet kwestią rozwiązywania problemu z dostępem do wody pitnej. Skuteczność swojego systemu WEC2P potwierdzili w ramach 2-tygodniowego, praktycznego testu na terenie Arabii Saudyjskiej w czerwcu ubiegłego roku.

Czytaj też: Odkryto nowy rodzaj magnesu. Naukowcy szukali go 60 lat

W ramach tego testu zabrali WEC2P na dach i zdołali wyhodować z jego wykorzystaniem szpinak, którego wskaźnik przeżywalności wyniósł 95 procent. W praktyce obejmowało to wykorzystanie wody pobieranej z powietrza do nawadniania 60 nasion szpinaku zasadzonych w specjalnej skrzyni do uprawy roślin, której daleko do „typowego rolniczego osprzętu”. Kluczowym elementem tego testu był panel słoneczny o wielkości biurka, który w ciągu tych 14 dni wygenerował łącznie 1519 watogodzin energii elektrycznej.

Co jednak ważniejsze, w ciągu tego czasu panel słoneczny wygenerował około 2 litrów wody z wykorzystaniem dodatku hydrożelu, pełniącego przy okazji funkcję chłodzącą samych paneli. Dzięki tej wodzie aż 57 z 60 nasion zdołało wykiełkować i urosnąć do 18 cm, co potwierdziło potencjał WEC2P, który teraz wymaga opracowania lepszego hydrożelu i obniżenia kosztu całego systemu, aby naukowcy przekuli swoją wizję opracowania „zintegrowanego systemu czystej energii, wody i produkcji żywności”.

Czytaj też: Opracowano lepszą alternatywę dla kevlaru. To Lekki materiał pancerny z nanorurkowych mat

Jak działa system WEC2P?

W praktyce system WEC2P składa się z paneli słonecznych pokrytych tanim hydrożelem, czyli pewnego rodzaju gąbczastego polimeru, który absorbuje wodę. Same panele w obecnym prototypie są zamontowane na szczycie dużej skrzyni, wykorzystującą skroploną parę wodną do uprawy roślin. W razie potrzeby może też generować po prostu wodę pitną.

Hydrożel odpowiada w tym przypadku za zasysanie pary wodnej z otoczenia (ta jest obecna nawet na pustyni), podczas gdy nadmiar ciepła z paneli słonecznych wypycha zaabsorbowaną wodę z hydrożelu. Zarówno w sezonie letnim, jak i zimowym żel może wchłaniać wodę z wilgotnego powietrza w ciągu nocy, a następnie uwalniać ją, gdy temperatura w ciągu dnia wzrasta.

Czytaj też: Czy rakiety kosmiczne mogą być ekologiczne? Wysokoenergetyczne paliwa na bazie boru to sugerują

Musicie wiedzieć, że panele słoneczne nie agregują całej energii światła słonecznego na energię elektryczną. Tak naprawdę większość promieni słonecznych nagrzewa panele, które przy wysokich temperaturach tracą na swojej wydajności, więc w rzeczywistości dodatek hydrożelu pozwala na dodatek zwiększyć skuteczność paneli w generowaniu energii i to niskim kosztem.