Dat is de belofte van een ingenieus systeem van zonnepanelen dat Chinese onderzoekers ontwikkelden én uittesten in de woestijn van Saoedi-Arabië. Het ging nu nog om een proefversie, schrijven ze in Cell Reports Physical Science , maar het doel van de onderzoekers is te komen tot een integraal systeem van schone energie, water en voedselproductie.

"Eén van de Sustainable Development Goals van de Verenigde Naties is toegang tot schoon water en betaalbare schone energie voor iedereen in 2030," zegt onderzoeksleider Peng Wang in ScienceDaily. "Ik hoop dat ons ontwerp een gedecentraliseerd energie- en watersysteem kan zijn om huizen te verlichten en gewassen van water te voorzien."

In principe bevat de atmosfeer genoeg water, naar schatting zo'n 13 biljoen ton. Een eerdere studie, verschenen in Nature, toonde al aan dat het mogelijk is om met zonne-energie voldoende water uit de lucht te halen om 2 miljard mensen dagelijks van 5 liter te voorzien. Peng's team werkt al jaren specifiek aan het probleem om ook in arme en droge gebieden water en elektriciteit te produceren. Het nu uitgeteste systeem, WEC2P genaamd, maakt gebruik van een speciale hydrogel, waterabsorberende gelei, die onderop een zonnepaneel wordt aangebracht. De zonnecel ligt bovenop een grote metalen 'doos'. 's Nachts staat die doos open zodat de lucht erin kan circuleren. Omdat de relatieve luchtvochtigheid in de woestijn 's nachts als het koeler is kan oplopen tot 50% (overdag is dat vaak minder dan 10%), trekt de hydrogel dan water aan en slaat het op. Overdag gaat de doos dicht en genereert het zonnepaneel elektriciteit - en warmte. Die warmte wordt gebruikt om water uit de hydrogel te condenseren én om daarmee het zonnepaneel te koelen, wat de efficiëntie verhoogt.

De onderzoekers gingen nog een stap verder en plantten 60 waterspinazieplantjes, een snelgroeiende bladgroente (Ipomoea aquatica). Die werden gedurende twee weken in juni bewaterd met de ongeveer 2 liter water die het WEC2P-systeem opleverde. Van de 60 zaadjes groeiden er 57 uit tot gezonde plantjes van 18 centimeter hoogte. Midden in de woestijn, met water uit de lucht. De zonnepanelen leverden ook nog 1,519 kilowattuur aan energie.

Er is nog werk aan de winkel, geeft Peng toe. "We gaan het nu optimaliseren en opschalen. Dat wil zeggen, de componenten beter op elkaar afstemmen en zoeken naar betere materialen. De gel deed het bijvoorbeeld na twee weken al niet zo goed meer doordat er woestijnzand in was gekropen.”
Dit artikel afdrukken