Groente kweken in woestijn met nieuwe zonnepanelen

Met behulp van een zogenoemde ‘hydrogel’ hebben wetenschappers in Saoedi-Arabië een door zonne-energie aangedreven systeem gecreëerd waarmee het gelukt is om spinazie te kweken met water dat uit de lucht is gehaald.

De panelen kunnen een duurzame en betaalbare manier bieden om de voedsel- en watervoorziening te verbeteren voor mensen in droge gebieden, zeggen de onderzoekers. Zij beschrijven hun ontdekking in een studie die op 1 maart verscheen in het wetenschappelijke tijdschrift Cell Reports Physical Science.

Hydrogel op zonnepaneel trekt water aan

Het nieuwe systeem, WEC2P genaamd, bestaat uit zonnepanelen die zijn bedekt met een laagje hydrogel – een soort zacht water-aantrekkend polymeer. De met hydrogel bedekte zonnepanelen zijn vastgemaakt op een metalen doos die waterdamp uit de lucht omzet in vloeibaar water voor het verbouwen van gewassen.

De onderzoekers gebruikten de vele restwarmte van zonnepanelen bij het opwekken van elektriciteit, waarmee geabsorbeerd water uit de hydrogel gehaald kan worden. De metalen doos eronder vangt de damp op en condenseert het gas tot water.

Het systeem, WEC2P, bestaat uit zonnepanelen die zijn bedekt met een laagje hydrogel. Deze staan op een metalen doos die waterdamp uit de lucht omzet in vloeibaar water voor het verbouwen van gewassen. – Illustratie: King Abdullah University of Science and Technology

Het team voerde in juni, toen het erg warm was in Saoedi-Arabië, een test uit waarbij ze planten deden groeien met behulp van het WEC2P-systeem. Twee weken lang gebruikten ze alleen het water dat uit de lucht werd gehaald om zestig spinaziezaden in een plastic kweekbak te irrigeren. In de loop van het experiment genereerde het zonnepaneel in totaal 1.519 wattuur aan elektriciteit, en 57 van de 60 spinaziezaden ontsproten en groeiden normaal uit. In totaal werd gedurende de twee weken zo’n 2 liter water uit de hydrogel opgevangen en omgezet.

Schoon drinkwater uit de lucht halen

Behalve voor de groei van gewassen kan de techniek ook helpen om waterdamp uit de lucht te halen voor schoon drinkwater.

“Een deel van de wereldbevolking heeft nog steeds geen toegang tot schoon water of groene stroom, en velen van hen leven in landelijke gebieden met een (half)droog klimaat”, zegt hoofdauteur Peng Wang, professor Milieuwetenschappen en Techniek aan de King Abdullah University of Science and Technology.

”Ons ontwerp creëert water uit lucht met behulp van schone energie die anders verspild zou worden. De techniek is geschikt voor kleinschalige boerderijen op afgelegen plekken zoals woestijnen en eilanden.”

“Het doel is ervoor zorgen dat iedereen op aarde toegang heeft tot schoon water en betaalbare schone energie”, aldus Wang.