Clé à emporter
- Des scientifiques ont mis au point un système autonome qui utilise des panneaux solaires ordinaires pour produire à la fois de l'électricité et de l'eau.
- Le système utilise un hydrogel spécial capable de collecter la vapeur d'eau de l'atmosphère.
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L'eau est utilisée pour irriguer les plantes et refroidir le panneau, augmentant ainsi leur efficacité.
Les panneaux solaires offrent une merveilleuse option pour générer de l'énergie verte, et les chercheurs ont maintenant trouvé un moyen de les rendre encore plus utiles.
Une équipe de scientifiques a créé un système autonome à énergie solaire qui utilise non seulement des panneaux solaires pour produire de l'énergie, mais utilise également l'excès de chaleur pour produire de l'eau à partir de l'air.
« Améliorer [l']efficacité des centrales solaires est le besoin de l'heure », a déclaré Sunil Mysore, fondateur et PDG de Hinren Engineering, une start-up alternative d'énergie et de conservation de l'eau, à Lifewire via LinkedIn. "Ce sera une invention historique dans l'industrie photovoltaïque et contribuera grandement à assurer la durabilité du cycle eau-énergie-nutrition."
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Dirigés par Peng Wang, professeur de sciences et d'ingénierie de l'environnement à l'Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST), en Arabie saoudite, les scientifiques ont placé des panneaux solaires réguliers sur un hydrogel spécial capable de collecter la vapeur d'eau en suspension dans l'air. Lorsque l'excès de chaleur des panneaux atteint le gel, il libère de la vapeur dans une boîte, où il est ensuite condensé en gouttes d'eau.
Pour tester le concept, les chercheurs ont construit une version prototype de leur système et l'ont mis à l'épreuve lors de trois tests à différentes périodes de l'année. Au cours des deux semaines de la période la plus chaude de l'année, le système a généré 1 519 wattheures d'électricité et environ deux litres d'eau à partir de l'air. Ces deux litres ont été utilisés pour irriguer 60 graines d'épinards aquatiques plantées dans une boîte en plastique, et les chercheurs ont noté que 57 d'entre elles ont germé et poussé normalement.
Dans un communiqué, Wang a noté que les scientifiques souhaitaient utiliser le système pour fournir de l'énergie et de l'eau à bas prix afin d'aider les millions de personnes vivant hors réseau, en particulier dans les zones reculées et particulièrement au climat sec.
C'est un objectif louable étant donné que l'Organisation mondiale de la santé (OMS) estime que plus de deux milliards de personnes n'ont pas accès à des services d'eau potable gérés en toute sécurité. En fait, un rapport de 2019 de Our World In Data a découvert que l'eau insalubre entraîne plus d'un million de décès chaque année.
"Notre objectif est de créer un système intégré d'énergie propre, d'eau et de production alimentaire, en particulier la partie création d'eau dans notre conception, qui nous distingue de l'agro-photovoltaïque actuel", a noté Wang.
Moins de déchets
En plus d'utiliser la chaleur pour piéger l'eau atmosphérique, les scientifiques notent que l'hydrogel contribue également à augmenter l'efficacité des panneaux solaires.
Selon Mysore, moins de 20 % de l'énergie qui atteint un panneau solaire est transformée en électricité. Le reste est transformé en chaleur, ce qui rend les panneaux encore moins efficaces.
Le système de Wang aide à résoudre ce problème en fonctionnant en deux modes. En mode refroidissement, l'hydrogel est exposé à l'air atmosphérique à tout moment. Pendant la nuit, il collecte des molécules d'eau qui, lorsqu'elles sont chauffées le jour suivant, s'évaporent et absorbent l'excès de chaleur du panneau, abaissant ainsi leur température.
"C'est ainsi que le corps humain réduit la température en transpirant", explique Wang. Le mode de refroidissement ne collecte pas d'eau, mais selon les chercheurs, il peut aider à augmenter la puissance électrique d'un panneau solaire d'environ 10 %.
Jordan Macknick, analyste principal de l'énergie-eau-terre au National Renewable Energy Laboratory (NREL), a déclaré à Lifewire par e-mail que la recherche de Wang pourrait fournir une solution significative pour relever simultanément les défis de l'accès à l'énergie, à l'eau et à la nourriture dans régions dépourvues d'infrastructures dans le monde entier.
"Cependant, il existe encore des défis associés aux exigences d'utilisation des terres de ces technologies dans le contexte de la quantité d'eau qu'elles peuvent produire dans une zone donnée, ce qui pourrait limiter leur potentiel de mise à l'échelle pour des applications plus importantes", a observé Macknick.
Pour transformer la conception de preuve de concept en un produit réel, l'équipe prévoit de créer un meilleur hydrogel qui peut absorber plus d'eau de l'air avant de pousser le système dans une utilisation réelle.
« S'assurer que tout le monde sur Terre a accès à de l'eau propre et à une énergie propre abordable fait partie des objectifs de développement durable fixés par les Nations Unies », a noté M. Wang. "J'espère que notre conception pourra être un système d'alimentation et d'eau décentralisé pour éclairer les maisons et arroser les cultures."
