Учёные из Саудовской Аравии создали гидрогелевое покрытие для солнечных батарей, которое повышает их эффективность и вместе с этим помогает извлекать воду из разреженного воздуха. Это может упростить выращивание растений в труднодоступных местах, например, в пустынях. О разработке сообщил ТАСС.
ООН называет стабильные поставки воды, энергии и продовольствия наиболее важными факторами для достижения целей устойчивого развития. Но что если создать такую систему, которая будет делать всё это одновременно? Этим вопросом задалась команда учёных из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы, расположенного в саудовском городе Тувал.
За последнее десятилетие физики и инженеры создавали множество приборов, способных извлекать воду из воздуха самых сухих пустынь. Таковыми были, например, холодильные установки, о которых мы уже рассказывали. Ещё одним вариантом считаются концентраторы солнечного света, энергия от которых используется для извлечения паров воды из пористых поверхностей.
Саудовские исследователи выяснили, что схожим образом можно использовать ещё один пористый, но при этом очень прозрачный полимерный материал, который представляет собой гидрогель. В тёмное время суток его пустоты частично заполняются водой или другими жидкостями, поэтому всё, что остаётся сделать, так это извлечь воду.
Прототип гидрогеля учёные показали в журнале Cell Reports Physical Science. По их словам, данный материал можно рассматривать в качестве покрытия для солнечных панелей. Оно выполняет две функции. Во-первых, оно защищает их от повреждений, охлаждая в течение ночи благодаря накопившейся влаге. А во-вторых, оно служит источником воды, поскольку жидкость нагревается от тепла панелей и стекает в резервуары.
Работу данного покрытия учёные испытали в конце весны и в начале лета 2021 года на экспериментальной площадке в окрестностях деревни Тувал, которая находится в одном из самых засушливых регионов Саудовской Аравии. Тесты показали, что гидрогель понизил температуру панелей на 17 °C, что повысило их эффективность на 9,9%. Кроме того, каждая панель в течение месяца произвела около 3 литров чистой дистиллированной воды.
Кажется, что это немного, однако учёные уверяют, что этого достаточно для поддержания роста небольшой плантации водяного шпината, одного из самых влаголюбивых растений из тропиков Восточной Азии.
В университете считают, что разработка открывает дорогу для создания комбинированных источников энергии и воды во всех засушливых регионах мира, а также на островах в океане, где нит рек, ручьёв и других водоёмов с пресной водой.