Tecnologia inovadora produz água e eletricidade no deserto

Combinando painéis fotovoltaicos e um hidrogel absorvente, um sistema experimental desenvolvido por cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (KAUST) na Arábia Saudita, é capaz de integrar a produção de eletricidade e água para irrigação, aproveitada em cultivos agrícolas no deserto.

A nova tecnologia soluciona a falta de eletricidade e de água em paisagens desérticas, que com estes dois recursos pode ser aproveitada para o cultivo de certos tipos de alimentos.

“Nosso projeto tira água do ar usando energia limpa que seria desperdiçada e é adequado para fazendas descentralizadas e de pequena escala em lugares remotos, como desertos e ilhas oceânicas”, explica Peng Wang, professor de ciência e engenharia ambiental na Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (KAUST).

Como funciona?

O sistema, chamado de WEC2P, é composto por um painéis solares colocados sobre uma camada de hidrogel. Esta combinação entre o painel solar e o hidrogel forma a tampa da caixa metálica inclinada com um bico na parte inferior.

O hidrogel foi desenvolvido em pesquisas anteriores de Wang e sua equipe e é capaz de absorver o vapor de água do ar ambiente e liberar o conteúdo de água quando aquecido.

Esta caixa fica aberta durante a noite para que o hidrogel absorva a umidade do ar. Com a chegada do dia e dos raios solares, a caixa fica fechada e quem trabalha são os painéis, gerando eletricidade.

A água absorvida pelo hidrogel evapora com o calor e vai para a parte de trás do painel. Quando esta água escorre do painel para a caixa, ela resfria o equipamento e garante que ele funcione até 9% a mais de eficiência.

A água escoa para o fundo da caixa de metal e é coletada por meio da torneira. O líquido pode ser usado para irrigação e até mesmo para beber.

Para que o sistema experimental possa se tornar um produto real, a equipe está trabalhando em um hidrogel que seja capaz de absorver mais água do ar.

Testes

Em junho de 2022, um teste em pequena escala do sistema foi realizado na Arábia Saudita. Usando um painel fotovoltaico e uma camada de hidrogel do tamanho de uma mesa, a instalação gerou um total de 1.519 watts-hora de eletricidade, juntamente com cerca de 2 litros de água.

Essa água foi usada para irrigar 60 sementes de espinafre plantadas em uma caixa plástica de cultivo, das quais 57 brotaram e cresceram até 18 cm de altura.

Os resultados foram publicados na Cell Reports Physical Science e podem oferecer uma solução sustentável e de baixo custo para melhorar a segurança alimentar e hídrica de pessoas que vivem em regiões áridas.