System pŵer solar zeolite diddorol

Mae moleciwlau dŵr yn sylwedd hollbresennol ar y blaned. Fodd bynnag, yn ôl y Cenhedloedd Unedig, nid oes gan fwy na 2 biliwn o bobl fynediad at ddŵr yfed diogel ac nid oes gan fwy na 2.3 biliwn o bobl, neu 30 y cant o boblogaeth y byd, ddigon i'w fwyta trwy gydol y flwyddyn.

Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Frenhinol Abdullah (KAUST) yn Saudi Arabia wedi datblygu system sy'n defnyddio gwres gwastraff o baneli solar i dynnu dŵr hylif o'r anwedd dŵr yn yr aer. Mae'r system yn system hunangynhaliol sy'n cyfuno cynhyrchu dŵr / pŵer / cynhyrchu cnydau. Cyhoeddir canlyniadau'r astudiaeth yn rhifyn 1 Mawrth 2022 o'r cyfnodolyn Cell Reports Physical Sciences.

Mae'n hysbys bod ynni solar yn aneffeithlon, gyda llai nag 20 y cant o ynni'r haul yn taro'r paneli solar yn cael ei drawsnewid yn drydan. Daw'r gweddill yn wres gwastraff a gynhyrchir yn ystod y broses cynhyrchu pŵer, gan leihau effeithlonrwydd y trydan a gynhyrchir ymhellach.

Mae'r tîm ymchwil wedi datblygu system sy'n defnyddio'r gwres gwastraff hwn i gynhyrchu dŵr. Mae'r system yn defnyddio hydrogeliau, y mae'r tîm ymchwil wedi bod yn gweithio arnynt ers peth amser. Mae Zeolites yn strwythurau hygrosgopig, mandyllog iawn gyda strwythurau polymerig rhyng-gysylltiedig sy'n gallu storio llawer iawn o foleciwlau dŵr y tu mewn. Nid oes angen tymereddau uchel iawn ar zeolites i ryddhau dŵr. Dim ond tua 50 gradd Celsius yn uwch na thymheredd yr aer yw'r gwres gwastraff a ryddheir gan y paneli solar, ond mae hyn yn ddigon i ryddhau moleciwlau dŵr o'r hydrogel.

Gellir newid y system a ddatblygwyd rhwng dau fodd. Un yw'r modd oeri, lle mae'r hydrogel bob amser yn agored i'r aer allanol. Yn y nos, mae'r hydrogel yn amsugno anwedd dŵr o'r aer a'r diwrnod wedyn, pan ddaw'r haul allan, mae'r gwres gwastraff o'r paneli solar yn rhyddhau'r anwedd dŵr. Defnyddio ynni thermol i oeri paneli solar a chynyddu effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer.

Yn y modd cynhyrchu cnydau, dim ond yn ystod y nos y mae'r hydrogel yn agored i'r atmosffer a'i selio yn ystod y dydd. Mae'r moleciwlau dŵr a gesglir yn y nos yn anweddu ac yn cyddwyso yn y siambr yn ystod y dydd, gan gynhyrchu dŵr hylif. Gellir defnyddio'r dŵr hwn fel dŵr dyfrhau ar gyfer cyfleusterau tyfu cnydau.

Mewn arbrawf arddangos tri mis, cynyddodd y paneli solar eu cynhyrchiad pŵer yn y modd oeri hyd at 9.9 y cant. Yn ogystal, gellir defnyddio'r dŵr a geir yn y modd cynhyrchu cnydau i dyfu cnydau fel bresych. Ni ddefnyddir y trydan a gynhyrchir gan y paneli solar ar gyfer cynhyrchu dŵr neu dyfu planhigion.

Gall y system gynhyrchu dau adnodd pwysig, dŵr a thrydan, ar yr un pryd, a allai gyfrannu at y cysylltiad dŵr/ynni/bwyd. Fodd bynnag, dywed yr ymchwilwyr fod angen digon o arian ar y LDCs i brynu datrysiadau uwch-dechnoleg ar hyn o bryd. Wrth ddarganfod sut i'w gosod am gost isel, maent yn ceisio cefnogaeth gan lywodraethau a chyrff anllywodraethol, ond mae'r dyfodol yn ansicr.