Key Takeaways
- Para ilmuwan telah menemukan sistem mandiri yang menggunakan panel surya biasa untuk menghasilkan listrik dan air.
- Sistem ini menggunakan hidrogel khusus yang mahir mengumpulkan uap air dari atmosfer.
-
Air digunakan untuk mengairi tanaman dan mendinginkan panel, sehingga meningkatkan efisiensinya.
Panel surya menawarkan pilihan luar biasa untuk menghasilkan energi hijau, dan para peneliti kini telah menemukan cara untuk membuatnya lebih berguna.
Sebuah tim ilmuwan telah menciptakan sistem mandiri bertenaga surya yang tidak hanya menggunakan panel surya untuk menghasilkan energi tetapi juga menggunakan kelebihan panas untuk membuat air dari udara.
"Meningkatkan efisiensi pembangkit listrik tenaga surya adalah kebutuhan saat ini," Sunil Mysore, pendiri, dan CEO di startup konservasi energi dan air alternatif, Hinren Engineering, mengatakan kepada Lifewire melalui LinkedIn. "Ini akan menjadi penemuan penting dalam industri fotovoltaik dan akan sangat membantu dalam memastikan keberlanjutan dalam siklus air-energi-nutrisi."
Olahraga Air
Dipimpin oleh Peng Wang, seorang profesor ilmu lingkungan dan teknik di Universitas Sains dan Teknologi Raja Abdullah (KAUST), Arab Saudi, para ilmuwan menempatkan panel surya biasa di atas hidrogel khusus yang dapat mengumpulkan uap air di udara. Ketika kelebihan panas dari panel sampai ke gel, ia melepaskan uap ke dalam kotak, di mana ia kemudian dikondensasi menjadi tetesan air.
Untuk menguji konsep tersebut, para peneliti membangun versi prototipe sistem mereka dan mengujinya dalam tiga pengujian selama waktu yang berbeda dalam setahun. Dalam dua minggu selama waktu terpanas tahun ini, sistem menghasilkan 1.519 watt-jam listrik dan sekitar dua liter air dari udara. Dua liter itu digunakan untuk mengairi 60 benih kangkung yang ditanam di dalam kotak plastik, dan peneliti mencatat 57 di antaranya tumbuh dan tumbuh normal.
Dalam sebuah pernyataan, Wang mencatat bahwa para ilmuwan ingin menggunakan sistem untuk menyediakan energi dan air dengan harga murah untuk membantu jutaan orang yang hidup di luar jaringan listrik, terutama di daerah terpencil dan terutama di daerah beriklim kering.
Itu tujuan yang layak mengingat Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) memperkirakan bahwa lebih dari dua miliar orang tidak memiliki akses ke layanan air minum yang dikelola dengan aman. Faktanya, laporan tahun 2019 dari Our World In Data menemukan bahwa air yang tidak higienis menyebabkan lebih dari satu juta kematian setiap tahun.
"Tujuan kami adalah untuk menciptakan sistem terpadu energi bersih, air, dan produksi pangan, terutama bagian penciptaan air dalam desain kami, yang membedakan kami dari agro-fotovoltaik saat ini," kata Wang.
Kurang Sampah
Selain menggunakan panas untuk menjebak air di atmosfer, para ilmuwan mencatat bahwa hidrogel juga membantu meningkatkan efisiensi panel surya.
Menurut Mysore, kurang dari 20 persen energi yang mengenai panel surya diubah menjadi listrik. Sisanya diubah menjadi panas, yang mengakibatkan panel menjadi kurang efisien.
Sistem Wang membantu memecahkan masalah ini dengan beroperasi dalam dua mode. Dalam mode pendinginan, hidrogel terkena udara atmosfer setiap saat. Pada malam hari, ia mengumpulkan molekul air yang, ketika dipanaskan pada hari berikutnya, menguap, dan mengambil kelebihan panas dari panel, menurunkan suhunya.
"Begitulah cara tubuh manusia mengurangi suhu dengan berkeringat," kata Wang. Mode pendinginan tidak mengumpulkan air, tetapi menurut para peneliti, ini dapat membantu meningkatkan output listrik panel surya sekitar 10 persen.
Jordan Macknick, analis Energi-Air-Land utama di National Renewable Energy Laboratory (NREL), mengatakan kepada Lifewire melalui email bahwa penelitian Wang dapat memberikan solusi yang berarti untuk secara bersamaan mengatasi tantangan energi, air, dan akses makanan di daerah yang kekurangan infrastruktur di seluruh dunia.
"Namun, masih ada tantangan yang terkait dengan persyaratan penggunaan lahan dari teknologi ini dalam konteks berapa banyak air yang dapat mereka hasilkan di area tertentu, yang dapat membatasi potensi mereka dalam meningkatkan untuk aplikasi yang lebih besar, " diamati Macknick.
Untuk mengubah desain proof-of-concept menjadi produk nyata, tim berencana untuk membuat hidrogel yang lebih baik yang dapat menyerap lebih banyak air dari udara sebelum mendorong sistem ke penggunaan di dunia nyata.
"Memastikan setiap orang di Bumi memiliki akses ke air bersih, dan energi bersih yang terjangkau adalah bagian dari Tujuan Pembangunan Berkelanjutan yang ditetapkan oleh PBB," kata Wang. "Saya berharap desain kami dapat menjadi sistem listrik dan air yang terdesentralisasi untuk menerangi rumah dan menyiram tanaman."
