Sistem tenaga surya zeolit yang menarik
Oct 18, 2022
Molekul air adalah zat yang ada di mana-mana di planet ini. Namun, menurut PBB, lebih dari 2 miliar orang tidak memiliki akses ke air minum yang aman dan lebih dari 2,3 miliar orang, atau 30 persen dari populasi dunia, tidak memiliki cukup makanan sepanjang tahun.
Para peneliti di Royal Abdullah University of Science and Technology (KAUST) di Arab Saudi telah mengembangkan sistem yang menggunakan limbah panas dari panel surya untuk mengekstrak air cair dari uap air di udara. Sistem ini merupakan sistem mandiri yang menggabungkan air/pembangkit listrik/produksi tanaman. Hasil penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Cell Reports Physical Sciences edisi 1 Maret 2022.
Energi matahari diketahui tidak efisien, dengan kurang dari 20 persen energi matahari yang mengenai panel surya diubah menjadi listrik. Sisanya menjadi limbah panas yang dihasilkan selama proses pembangkitan listrik, yang selanjutnya mengurangi efisiensi listrik yang dihasilkan.
Tim peneliti telah mengembangkan sistem yang menggunakan limbah panas ini untuk menghasilkan air. Sistem ini menggunakan hidrogel, yang telah dikerjakan oleh tim peneliti selama beberapa waktu. Zeolit adalah struktur berpori yang sangat higroskopis dengan struktur polimer yang saling berhubungan yang dapat menyimpan sejumlah besar molekul air di dalamnya. Zeolit tidak memerlukan suhu yang sangat tinggi untuk melepaskan air. Panas buangan yang dikeluarkan oleh panel surya hanya sekitar 50 derajat Celcius di atas suhu udara, tetapi ini cukup untuk melepaskan molekul air dari hidrogel.
Sistem yang dikembangkan dapat dialihkan antara dua mode. Salah satunya adalah mode pendinginan, di mana hidrogel selalu terkena udara luar. Pada malam hari, hidrogel menyerap uap air dari udara dan keesokan harinya, saat matahari terbit, panas buangan dari panel surya melepaskan uap air. Menggunakan energi panas untuk mendinginkan panel surya dan meningkatkan efisiensi pembangkit listrik.
Dalam mode produksi tanaman, hidrogel hanya terkena atmosfer pada malam hari dan disegel pada siang hari. Molekul air yang dikumpulkan pada malam hari menguap dan mengembun di dalam ruangan pada siang hari, menghasilkan air cair. Air ini dapat digunakan sebagai air irigasi untuk sarana budidaya tanaman.
Dalam percobaan demonstrasi tiga bulan, panel surya meningkatkan produksi daya mereka dalam mode pendinginan hingga 9,9 persen. Selain itu, air yang diperoleh dalam mode produksi tanaman dapat digunakan untuk menanam tanaman seperti kubis. Listrik yang dihasilkan oleh panel surya tidak digunakan untuk produksi air atau pertumbuhan tanaman.
Sistem ini dapat menghasilkan dua sumber daya penting, air dan listrik, pada saat yang sama, berpotensi berkontribusi pada hubungan air/energi/makanan. Namun, para peneliti mengatakan bahwa LDC membutuhkan dana yang cukup untuk membeli solusi teknologi tinggi pada tahap ini. Sambil memikirkan cara memasangnya dengan biaya rendah, mereka mencari dukungan dari pemerintah dan LSM, tetapi masa depan tidak pasti.
