Painel solar produz gua pura e mais eletricidade

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Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 03/03/2022

Painel solar produz

Unidades experimentais testadas na Arbia Saudita.
[Imagem: Renyuan Li et al. – 10.1016/j.xcrp.2022.100781]

Eletricidade e gua

Usando um hidrogel especial, cientistas e engenheiros da Arbia Saudita criaram um sistema alimentado por energia solar que cultiva hortalias usando gua extrada do ar atmosfrico, ao mesmo tempo que produz eletricidade com maior eficincia.

A demonstrao prtica do conceito representa uma estratgia sustentvel e de baixo custo para melhorar a segurana alimentar e hdrica para pessoas que vivem em regies de clima seco.

“Nosso projeto tira gua do ar usando energia limpa que seria desperdiada e adequado para fazendas descentralizadas e de pequena escala em lugares remotos, como desertos e ilhas ocenicas,” disse o professor Peng Wang, da Universidade de Cincia e Tecnologia Rei Abdullah.

Captura da umidade do ar

O sistema composto por um painel solar fotovoltaico comum, montado sobre uma estrutura modificada, que contm uma bandeja inferior, para acomodar uma camada de hidrogel, e uma caixa metlica para condensar e coletar gua.

O hidrogel, desenvolvido pela equipe em uma pesquisa anterior, absorve o vapor de gua do ar ambiente durante a noite e libera o contedo de gua quando aquecido. O prprio calor residual dos painis solares expulsa a gua absorvida pelo hidrogel. A caixa de metal abaixo coleta o vapor e condensa o vapor em gua.

Alm de produzir gua pura, o hidrogel absorve o calor e diminui a temperatura dos painis, o que tem como efeito adicional um aumento na eficincia dos painis solares fotovoltaicos de at 9%.

Painel solar produz

Esquema do projeto consorciado de produo de gua, eletricidade e cultivo de plantas.
[Imagem: Renyuan Li et al. – 10.1016/j.xcrp.2022.100781]

Cultivo de espinafres

A equipe realizou um teste de cultivo de plantas no deserto da Arbia Saudita por duas semanas, durante o perodo mais quente do ano. A gua coletada exclusivamente do ar por quatro painis solares de pequeno porte foi suficiente para irrigar 60 sementes de espinafre cultivadas em uma caixa plstica.

Ao longo do experimento, o painel solar, com tamanho semelhante ao de uma carteira escolar, gerou um total de 1.519 watts-hora de eletricidade, e 57 das 60 sementes de espinafre brotaram e cresceram normalmente at 18 centmetros. No total, cerca de 2 litros de gua foram condensados do hidrogel durante o perodo de duas semanas.

“Nosso objetivo criar um sistema integrado de energia limpa, gua e produo de alimentos, especialmente a parte de criao de gua em nosso projeto, que nos diferencia da agrofotovoltaica atual,” disse Wang.

Para transformar o projeto de prova de conceito em uma tecnologia para uso real, a equipe planeja voltar ao estudo do hidrogel, para aumentar sua eficincia e absorver mais gua do ar.

Bibliografia:

Artigo: An integrated solar-driven system produces electricity with fresh water and crops in arid regions
Autores: Renyuan Li, Mengchun Wu, Sara Aleid, Chenlin Zhang, Wenbin Wang, Peng Wang
Revista: Cell Reports Physical Science
DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.100781

Artigo: Hybrid Hydrogel with High Water Vapor Harvesting Capacity for Deployable Solar-Driven Atmospheric Water Generator
Autores: Renyuan Li, Yusuf Shi, Mossab Alsaedi, Mengchun Wu, Le Shi, Peng Wang
Revista: Environmental Science & Technology
Vol.: 52, 11367-11377
DOI: 10.1021/acs.est.8b02852

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