空气中采水成可能

□王方

沙特阿拉伯科学家利用一种独特的水凝胶，发明了一个太阳能驱动的系统。在沙漠中，该系统展示了在发电的同时，利用空气中的水成功种植菠菜。

近日，在发表于《细胞报告——物理科学》的研究论文中，阿卜杜拉国王科技大学的研究人员通过概念验证设计，提供了一种可持续、低成本的策略，以改善干旱气候地区人们的食物和水安全。

“世界上仍有部分人口没有获得干净的水和绿色能源，其中很多人生活在农村和干旱或半干旱气候地区。”论文通讯作者、阿卜杜拉国王科技大学环境科学与工程系教授王鹏说：“我们设计的系统在产生清洁能源的同时从空气中提取水，适用于沙漠和海洋岛屿等偏远地区的分散、小规模农场。”

该系统是“一种自给自足、太阳能驱动的集成水、电、作物联合生产系统”，被称为WEC2P。其由涂有水凝胶的太阳能电池板组成，水凝胶是一种柔软的亲水聚合物。这种水凝胶可以有效吸收周围空气中的水蒸气，并在加热时释放出水分。

涂有水凝胶的太阳能电池板被安装在一个巨大的金属盒子的顶部，金属盒子收集空气中的水蒸气，并将其凝结成水，用于灌溉农作物。另外，水凝胶通过吸收热量和降低电池板的温度，将太阳能电池板的发电效率提高了9％。

“确保地球上每个人都能获得清洁饮水并负担得起清洁能源，是联合国可持续发展目标的一部分。我们的目标是创建一个清洁能源、水和粮食生产的一体化系统，特别是生产水的部分，使我们的设计有别于当前的农业光伏发电技术。”王鹏表示。

未来，该系统的性能还需进一步大幅提高，并且控制好成本，才能在工业化进程中具有吸引力。

（《中国科学报》2022.3.9）

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