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Un nuevo dispositivo creado por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah en Arabia Saudita puede purificar el agua a través de la energía solar. Si bien ha habido intentos previos de fusionar la energía solar y el agua limpia, los científicos dicen que han desarrollado un nuevo sistema de tres etapas que aumenta radicalmente la eficiencia.
La necesidad de combinar la purificación del agua a través de medios limpios es cada vez mayor, dando lugar al aumento del cambio climático provocado por el hombre. La escasez de agua está aumentando en varios lugares del planeta, desde Sudáfrica hasta la India. "El nexo agua-energía es uno de los principales problemas que amenazan el desarrollo global sostenible", dice Wenbin Wang, Ph.D. estudiante en el Centro de Desalinización y Reutilización de Agua de la Universidad, en un comunicado de prensa.
Para combatir el problema, el equipo de KAUST observó los paneles solares de manera integral. Los paneles solares de silicio absorben alrededor del 20 por ciento de la luz que absorben, convirtiéndolos en electricidad. Mientras ese número aumenta, los científicos predicen que ningún panel fotovoltaico (PV) podrá absorber más del 27 por ciento de la luz. Eso deja una cantidad significativa de luz reflejada, lo que genera calor.
El equipo, liderado por el profesor Peng Wang del Centro de Reutilización, buscó poner ese calor a trabajar.
"El panel fotovoltaico genera mucho calor, y el calor se considera un dolor de cabeza en la fotovoltaica", Wang le dice a Cosmos. "La singularidad del dispositivo radica en su uso inteligente y efectivo del calor residual del PV como un recurso, que lleva a su alta eficiencia tanto en electricidad como en producción de agua dulce ".
Para capturar el calor, el equipo construyó una pila de canales de agua, separados por membranas hidrófobas porosas y capas de conducción de calor. Estas capas se unieron al fondo de un panel fotovoltaico comercial. El calor del panel vaporizaría el agua de mar en el canal superior, cruzaría la membrana porosa y finalmente se condensaría como agua dulce en el tercer canal.
El equipo también puso en uso el vapor del agua de mar. Una capa de conducción térmica para el siguiente canal de agua de mar recogería su calor, lo que permitiría a la máquina reciclar esa energía y crear aún más agua fresca.
En las pruebas, el equipo pudo generar hasta 1.64 litros de agua por metro cuadrado de superficie de panel solar cada hora.
"En cierto sentido, utiliza energía solar a una capacidad mucho más completa", Wang le dice a Cosmos.
El siguiente paso para el equipo es tratar de expandir su proyecto en la medida en que sea viable para la agricultura. Muchas innovaciones en la agricultura, como la agricultura vertical, intentan ahorrar agua. Ser capaz de usar agua salada para granjas podría cambiar radicalmente la forma en que se consume el agua en todo el mundo. Solo en los EE. UU., La agricultura representa aproximadamente el 80 por ciento del consumo de agua en el país.
"La cría de ovejas en el campo de las granjas de energía fotovoltaica es factible porque la hierba crece bien al usar el agua dulce del lavado del panel solar", dice Wenbin en el comunicado de prensa. "Una granja fotovoltaica con ovejas que pastan mientras el agua de mar se desala con nuestro dispositivo podría ser ideal en regiones áridas cerca de la costa".
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