Básicamente, este sistema autónomo coloca paneles solares sobre un gel especial que recoge el vapor de agua del aire. Una vez que el calor residual de los paneles entra en contacto con el gel, la sustancia libera una niebla en una caja de metal. En este recipiente, el gas se condensa en gotas de agua.
La motivación del equipo es proporcionar energía y agua baratas, limpias y fuera de la red a los residentes en áreas remotas, especialmente en climas áridos.
Al producir agua prácticamente según demanda, estos paneles están resolviendo varios problemas de salud globales urgentes. Según un informe de Our World in Data2019, el agua contaminada mata a la asombrosa cifra de 654,38 millones de personas cada año, especialmente aquellas que viven en la pobreza. El sitio web afirma que en 2020, una de cada cuatro personas seguirá sin acceso a agua potable.
Además, la crisis climática ha aumentado considerablemente el riesgo de sequía en zonas áridas, poniendo en peligro directamente la producción agrícola. A finales del año pasado, las Naciones Unidas llamaron la atención sobre las pérdidas de cosechas causadas por la grave sequía en Madagascar e incluso sugirieron que el desastre podría provocar la primera hambruna del mundo causada por el cambio climático.
“Garantizar que todos en el planeta tengan acceso a agua limpia y energía limpia asequible es parte de los objetivos de desarrollo sostenible establecidos por las Naciones Unidas”, dijo Wang Peng. "Espero que nuestro diseño pueda convertirse en un sistema descentralizado de energía y agua para proporcionar iluminación a los hogares e irrigar cultivos".
El sistema de paneles solares diseñado por el equipo de Wang Peng incluye varias capas.
En primer lugar, los paneles solares se colocan sobre hidrogel, conocido por su capacidad para retener agua. Por ejemplo, las lentes de contacto también están hechas de hidrogel. Este material suave, elástico y parecido al plástico ayuda a mantener húmeda la película de las lentes para que los ojos no se irriten.
En su invención, los investigadores desarrollaron un tipo especial de hidrogel que absorbe vapor de agua del aire circundante, lo retiene en su interior y luego lo libera cuando se calienta. En este caso, la fuente de calor es el exceso de energía, a menudo "desperdiciada", de los paneles solares.
Una vez calentado, el gel comienza a liberar vapor de agua y una gran caja de metal debajo recoge el gas y lo condensa en gotas de agua reales. A cambio, el estudio afirma que el hidrogel aumentó la eficiencia de los paneles solares en casi un 10%. Esto se debe a que cuando un panel absorbe demasiado calor, reduce la temperatura del panel.
Para probar su principio, los investigadores construyeron un prototipo de sistema y lo pusieron en uso durante dos semanas durante un clima muy caluroso en Arabia Saudita.
Los paneles solares que utilizaron eran aproximadamente del tamaño de un escritorio de clase y produjeron una potencia total de 1519 WHr, que es aproximadamente suficiente para conducir un Tesla durante 7 millas. También crea unos dos litros de agua del aire.
Los dos litros de agua se utilizaron para regar 60 semillas de espinacas plantadas en cajas de plástico. Según los investigadores, 57 de las 60 semillas germinaron y crecieron hasta los 18 centímetros (7 pulgadas) normales. A continuación, Wang Peng y sus colegas planean ampliar su modelo para que pueda generar más electricidad y agua.
Wang Peng dijo: "Todavía hay personas en el mundo que no tienen acceso a agua potable o electricidad verde, y muchas de ellas viven en zonas rurales con climas áridos o semiáridos. Nuestro diseño utiliza Lo que originalmente era energía limpia desperdiciada se utiliza para crear agua a partir del aire, adecuada para establecer granjas de pequeña escala dispersas en áreas remotas como desiertos e islas oceánicas."