1 min
Gewassen verbouwen in de woestijn met uit de lucht gewonnen water en ook nog stroom opwekken. Het lijkt te kunnen.
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
"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.”
Nog 3
Je hebt 0 van de 3 kado-artikelen gelezen.
Op 5 januari krijg je nieuwe kado-artikelen.
Op 5 januari krijg je nieuwe kado-artikelen.
Als betalend lid lees je zoveel artikelen als je wilt, én je steunt Foodlog
Lees ook
Wat ik hier mooi aan vind is dat dit een bottom up georiënteerde manier van aanpak mogelijk maakt, waarbij mensen hier zelf mee aan de gang kunnen gaan. Dit in tegenstelling tot de situatie in Nederland waar het juist de grote bedrijven zijn die alles bepalen en veel innovatie van onder op frustreren om hun eigen positie te beschermen.
Nog even ter aanvulling: in de Verenigde Arabische Emiraten ligt het waterverbruik op 550 liter water per persoon per dag. Er is per huishouden dus meer dan één 30 kW windmolen (of één grotere) nodig om de huidige waterconsumptie te dekken.
Het is een populair idee om energetisch idiote ideeën goed te praten met het argument dat het om hernieuwbare energie gaat. Bij een discussie op Facebook over verticale landbouw werd de treurige energie efficiëntie als volgt goedgepraat: "de vertical farm maakt gebruik van vergisting (van organische afval) voor zijn energie en is klimaat neutraal". Kortom als maar je duurzame energie gebruikt maakt ongebreidelde verspilling niet uit?????
Met het idee van de windmolen die Wattisduurzaam presenteert kun je goed rekenen. Een 30 kW windmolen die in Abu Dhabi 800 liter schoon water per dag levert. Om het in perspectief te zetten: een 30 kW windmolen levert genoeg elektriciteit om 15 tot 20 Nederlandse huishoudens te voorzien.
En met 800 liter water kun je in Abu Dhabi bij een dagelijkse verdamping van 8 mm per dag precies 100 m2 van water voorzien. Zeg maar net genoeg voor het gazon. Per huis één 30 kW windmolen.
Inderdaad Wattisduurzaam?
Misschien voor de toekomst ook bruikbaar in de Amazone-savanne, https://www.theguardian.com/environment/2022/mar/07/climate-crisis-amazon-rainforest-tipping-point.
We zijn goed in technologische fixes die volgens ons oplossingen zijn voor de problemen die we veroorzaken. Systeemoplossingen zijn wat lastiger, want dan krijgen we te maken met dilemma's die we liever uit de weg gaan.
Maar het is fijn dat we even weer denken dat we goed bezig zijn.
Helemaal gelijk, Wouter v.d. Weijden , ik paste het aan!