Interesante sistema de energía solar de zeolita.

Las moléculas de agua son una sustancia omnipresente en el planeta. Sin embargo, según Naciones Unidas, más de 2000 millones de personas no tienen acceso a agua potable segura y más de 2300 millones de personas, o el 30 por ciento de la población mundial, no tienen suficiente para comer durante todo el año.

Investigadores de la Universidad Real de Ciencia y Tecnología Abdullah (KAUST) en Arabia Saudita han desarrollado un sistema que utiliza el calor residual de los paneles solares para extraer agua líquida del vapor de agua en el aire. El sistema es un sistema autosuficiente que combina agua/generación de energía/producción de cultivos. Los resultados del estudio se publican en la edición del 1 de marzo de 2022 de la revista Cell Reports Physical Sciences.

Se sabe que la energía solar es ineficiente, ya que menos del 20 por ciento de la energía solar que llega a los paneles solares se convierte en electricidad. El resto se convierte en calor residual generado durante el proceso de generación de energía, lo que reduce aún más la eficiencia de la electricidad generada.

El equipo de investigación ha desarrollado un sistema que utiliza este calor residual para producir agua. El sistema utiliza hidrogeles, en los que el equipo de investigación ha estado trabajando durante algún tiempo. Las zeolitas son estructuras porosas altamente higroscópicas con estructuras poliméricas interconectadas que pueden almacenar grandes cantidades de moléculas de agua en su interior. Las zeolitas no requieren temperaturas muy altas para liberar agua. El calor residual liberado por los paneles solares está solo unos 50 grados centígrados por encima de la temperatura del aire, pero esto es suficiente para liberar moléculas de agua del hidrogel.

El sistema desarrollado se puede cambiar entre dos modos. Uno es el modo de enfriamiento, en el que el hidrogel siempre está expuesto al aire exterior. Por la noche, el hidrogel absorbe el vapor de agua del aire y al día siguiente, cuando sale el sol, el calor residual de los paneles solares libera el vapor de agua. Uso de energía térmica para enfriar paneles solares y aumentar la eficiencia de generación de energía.

En el modo de producción de cultivos, el hidrogel solo se expone a la atmósfera durante la noche y se sella durante el día. Las moléculas de agua recolectadas durante la noche se evaporan y se condensan en la cámara durante el día, produciendo agua líquida. Esta agua se puede utilizar como agua de riego para instalaciones de cultivo.

En un experimento de demostración de tres meses, los paneles solares aumentaron su producción de energía en modo de refrigeración hasta en un 9,9 por ciento. Además, el agua obtenida en el modo de producción de cultivos se puede utilizar para cultivar cultivos como el repollo. La electricidad generada por los paneles solares no se utiliza para la producción de agua ni para el crecimiento de las plantas.

El sistema puede producir dos recursos importantes, agua y electricidad, al mismo tiempo, contribuyendo potencialmente al nexo agua/energía/alimentos. Sin embargo, los investigadores dicen que los PMA necesitan fondos suficientes para comprar soluciones de alta tecnología en esta etapa. Mientras descubren cómo instalarlos a bajo costo, buscan el apoyo de gobiernos y ONG, pero el futuro es incierto.