Sử dụng những tấm pin mặt trời hút hơi nước để trồng trọt trên sa mạc

Tác giả nghiên cứu Peng Wang, Giáo sư tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) cho biết: Một phần dân số thế giới vẫn chưa được tiếp cận với nước sạch hoặc nguồn điện xanh, và nhiều người trong số họ sống ở các vùng nông thôn có khí hậu khô hạn hoặc bán khô hạn. Thiết kế của chúng tôi tạo ra nước từ không khí bằng cách sử dụng năng lượng sạch bị lãng phí và phù hợp với các trang trại quy mô nhỏ, phi tập trung ở những nơi xa xôi như sa mạc và đảo đại dương.

Hệ thống này có tên là WEC2P, bao gồm một tấm quang điện mặt trời đặt trên đỉnh một lớp hydrogel, được gắn trên đầu một hộp kim loại lớn để ngưng tụ và thu nước. Wang và nhóm của ông đã phát triển hydrogel trong nghiên cứu trước đó của họ và vật liệu này có thể hấp thụ hiệu quả hơi nước từ không khí xung quanh và giải phóng hàm lượng nước khi được làm nóng.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng nhiệt thải từ các tấm pin mặt trời khi tạo ra điện để đẩy nước hấp thụ ra khỏi hydrogel. Hộp kim loại bên dưới thu hơi và ngưng tụ khí thành nước. Ngoài ra, hydrogel làm tăng hiệu suất của các tấm quang điện mặt trời lên tới 9% bằng cách hấp thụ nhiệt và giảm nhiệt độ của tấm pin.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành một thử nghiệm trồng cây bằng cách sử dụng WEC2P ở Ả Rập Xê Út trong hai tuần vào tháng 6, khi thời tiết rất nóng. Họ chỉ sử dụng nước thu được từ không khí để tưới 60 hạt rau muống được trồng trong hộp nhựa trồng cây. Trong quá trình thử nghiệm, tấm pin mặt trời, với kích thước tương tự như mặt trên của bàn học sinh, đã tạo ra tổng cộng 1.519 watt giờ điện và 57 trong số 60 hạt rau muống đã nảy mầm và phát triển bình thường đến 18 cm. Tổng cộng, khoảng 2 lít nước đã được cô đặc từ hydrogel trong khoảng thời gian hai tuần.

Wang nói: “Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra một hệ thống tích hợp năng lượng sạch, nước và sản xuất thực phẩm, đặc biệt là phần tạo nước trong thiết kế của chúng tôi. Để biến thiết kế thành một sản phẩm thực tế, nhóm nghiên cứu có kế hoạch tạo ra một loại hydrogel tốt hơn có thể hấp thụ nhiều nước hơn từ không khí”.

Wang nói: “Đảm bảo tất cả mọi người trên Trái đất đều được tiếp cận với nước sạch và năng lượng sạch với giá cả phải chăng là một phần của các Mục tiêu Phát triển Bền vững do Liên hợp quốc đặt ra. Tôi hy vọng thiết kế của chúng tôi có thể là một hệ thống điện và nước phi tập trung để thắp sáng các ngôi nhà và tưới cây”.