新发明：用太阳能电池板吸收水蒸气 在沙漠中种植作物

  沙特阿拉伯的科学家利用一种独特的水凝胶创造了一种太阳能驱动的系统，在发电的同时利用空气中的水成功种植水菠菜。3月1日，科学家们在Cell Reports Physical Science杂志上描述了这种概念验证，它提供了一种可持续的、低成本的策略，以改善生活在干燥气候地区的人们的粮食和用水。

  “世界人口的一小部分仍然没有获得干净的水和绿色能源,他们中的很多人生活在干旱或半干旱气候的农村地区。”该论文的资深作者、阿卜杜拉国王科技大学环境科学与工程教授Peng Wang说，“我们的设计使用清洁能源，从空气中提取原本可能被浪费的水，这适用于沙漠和海洋岛屿等偏远地区的分散、小规模农场。”

  该系统被称为WEC2P，由放置在水凝胶层上的太阳能光伏板组成，水凝胶层被安装在一个大型金属盒的顶部，以凝结和收集水。Wang和他的团队在之前的研究中开发了这种水凝胶，这种材料可以有效地吸收周围空气中的水蒸气，并在加热时释放出水分。

  研究人员利用太阳能电池板发电时产生的废热将吸收的水从水凝胶中释放出来。下面的金属盒子收集蒸汽并将其凝结成水。另外，水凝胶通过吸收热量和降低电池板的温度，将太阳能光伏电池板的效率提高了9%。

  *太阳能电池板连接到一个装有60颗水菠菜种子的植物生长箱上。Cr: Renyuan Li

  该团队于6月在沙特阿拉伯进行了为期两周的WEC2P植物种植试验，当时天气非常炎热。他们只用从空气中收集的水来灌溉种植在塑料植物生长箱中的60颗水菠菜种子。在实验过程中，这块与学生课桌顶部大小相似的太阳能电池板共产生了1519瓦时的电力，60颗菠菜种子中有57颗发芽，正常生长至18厘米。在两周的时间里，水凝胶总共凝结了约2升的水。

  “我们的目标是创建一个清洁能源、水和粮食生产的综合系统，特别是在我们的设计中创造水的部分，这使我们有别于当前的农业光伏技术。”Wang说。为了将概念验证设计转化为实际产品，该团队计划创造一种能从空气中吸收更多水分的、效果更好的水凝胶。

  *太阳能光伏板使用吸水水凝胶帮助保持凉爽并提高效率。Cr: Renyuan Li

  “确保地球上每个人都能获得清洁的水和负担得起的清洁能源，是联合国制定的可持续发展目标的一部分。”Wang说，“我希望我们的设计可以成为一个分散的电力和水系统，为家庭照明和灌溉作物。”

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