Interessante sistema de energia solar zeólita

As moléculas de água são uma substância onipresente no planeta. No entanto, de acordo com as Nações Unidas, mais de 2 bilhões de pessoas não têm acesso a água potável e mais de 2,3 bilhões de pessoas, ou 30% da população mundial, não têm o suficiente para comer durante todo o ano.

Pesquisadores da Royal Abdullah University of Science and Technology (KAUST), na Arábia Saudita, desenvolveram um sistema que usa o calor residual de painéis solares para extrair água líquida do vapor de água no ar. O sistema é um sistema autossustentável que combina água/geração de energia/produção de culturas. Os resultados do estudo foram publicados na edição de 1 de março de 2022 da revista Cell Reports Physical Sciences.

A energia solar é conhecida por ser ineficiente, com menos de 20% da energia solar atingindo os painéis solares sendo convertida em eletricidade. O restante torna-se calor residual gerado durante o processo de geração de energia, reduzindo ainda mais a eficiência da eletricidade gerada.

A equipe de pesquisa desenvolveu um sistema que usa esse calor residual para produzir água. O sistema usa hidrogéis, nos quais a equipe de pesquisa vem trabalhando há algum tempo. Os zeólitos são estruturas porosas altamente higroscópicas com estruturas poliméricas interconectadas que podem armazenar grandes quantidades de moléculas de água em seu interior. Os zeólitos não requerem temperaturas muito altas para liberar água. O calor residual liberado pelos painéis solares é apenas cerca de 50 graus Celsius acima da temperatura do ar, mas isso é suficiente para liberar moléculas de água do hidrogel.

O sistema desenvolvido pode ser alternado entre dois modos. Um deles é o modo de resfriamento, no qual o hidrogel está sempre exposto ao ar externo. À noite, o hidrogel absorve o vapor d'água do ar e no dia seguinte, quando o sol sai, o calor residual dos painéis solares libera o vapor d'água. Usando energia térmica para resfriar os painéis solares e aumentar a eficiência da geração de energia.

No modo de produção agrícola, o hidrogel só é exposto à atmosfera à noite e selado durante o dia. As moléculas de água coletadas à noite evaporam e condensam na câmara durante o dia, produzindo água líquida. Esta água pode ser usada como água de irrigação para instalações de cultivo.

Em um experimento de demonstração de três meses, os painéis solares aumentaram sua produção de energia no modo de resfriamento em até 9,9%. Além disso, a água obtida no modo de produção agrícola pode ser usada para cultivar culturas como repolho. A eletricidade gerada pelos painéis solares não é usada para produção de água ou crescimento de plantas.

O sistema pode produzir dois recursos importantes, água e eletricidade, ao mesmo tempo, contribuindo potencialmente para o nexo água/energia/alimento. No entanto, os pesquisadores dizem que os LDCs precisam de fundos suficientes para comprar soluções de alta tecnologia nesta fase. Enquanto descobrem como instalá-los a baixo custo, eles buscam apoio de governos e ONGs, mas o futuro é incerto.