Nevýhodou solárních panelů je jejich nízká výtěžnost. Ze sluneční energie, která na ně dopadne, zvládnou zpracovat méně než dvacet procent. Zbývající část se přemění na teplo, které panelům spíše škodí, než pomáhá, snižuje totiž jejich účinnost.
Sáhnout si pro vodu do atmosféry
Systém Penga Wanga a jeho týmu popsaný v nedávné studii publikované v Cell Reports Physical Science, přináší možnost, jak odpadové teplo využít a s jeho pomocí získávat vodu z pouštního vzduchu.
A protože právě nedostatek vody v řadě arabských oblastí je problémem, který místní vedení značně pálí, takto zaměřené projekty získávají na půdě univerzity krále Abdullaha téměř neomezené financování.
Ve světě nadbytku milióny stále žízní
Podle OSN nemají více než dvě miliardy lidí stabilní přístup k nezávadné pitné vodě. Více než 2,3 miliardy lidí (tedy 30 % světové populace) pak nemá celoroční přístup ke kvalitativně odpovídajícím potravinám. Obojí by měl pomoct řešit Wangův vynález, který vychází ze skutečnosti, že voda je všudypřítomná - jen často je k dispozici pouze ve formě vodní páry.
Ročně jí atmosférou projde 37 bilionů tun. Problémem je, že přeměna vodní páry na kapalnou vodu, tedy sběr atmosférické vody, je ve velkém měřítku obtížně proveditelný. Kdyby se to však podařilo, mohla by tato metoda zajistit čistou vodu pro zhruba miliardu lidí.
Spásný hydrogel
Wangovo řešení se opírá o vynález hydrogelu, na kterém Pengův tým pracoval několik let. Ten se skládá z hygroskopické soli, která dokáže efektivně přitahovat molekuly vody.
Wang její fungování vysvětlil tak, že kdybyste položili špetku této látky na stůl, brzy by nám na stole zůstala jen kaluž vody. Tato sůl je totiž v získávání vody ze vzduchu tak silná, že by se nakonec v této vodě sama rozpustila.
Druhým klíčovým prvkem hydrogelu je pak “vnitřně propojená polymerní struktura", která je vysoce porézní a ponechává molekulám vody dostatek prostoru, aby se v ní mohly seskupovat.
Tyto dva prvky dohromady pak fungují jako samonamáčecí houba. Molekuly atmosférické vody se jednoduše dostanou do kontaktu se solí a uvíznou v polymerní struktuře.
Efektivní zpracování zbytkového tepla
Wangův hydrogel je jedinečný tím, že na rozdíl od jiných podobných látek molekuly vody uvolňuje z atmosféry už při nízkých teplotách. Ukázalo se, že přebytečné teplo ze zadní strany solárního panelu, které může být až o 50 stupňů vyšší než teplota okolního vzduchu, je pro tento účel zcela dostačující. Proto se vynález jeví jako smysluplný doplněk právě k solárním panelům.
"Podobně jako lidské tělo snižuje teplotu pocením, dokáže shromážděná voda ochlazovat solární panel,” říká Wang. To může zvýšit elektrický výkon solárního panelu zhruba o deset procent.
V současné podobě testovaný systém nevytváří velké množství vody, jen tolik, aby se z něj dal vypěstovat špenát. Wang říká, že je to proto, že jde o první ověření konceptu a na větší výkonnost se budou zaměřovat až nyní.
Slunce jako nevyčerpatelný zdroj
I přesto, že je slunce jako zdroj v rozvojových zemích většinou přítomné, Wang říká, že jeho high-tech řešení změní - jako zdroj hned dvou důležitých produktů - pravidla hry pouze v případě, že si ho lidé z rozvojových oblastí budou moct dovolit. I z toho důvodu se nyní snaží, aby byla výsledná technologie finančně dostupná. Zároveň však doufá, že podporu nabídnou i vlády a nevládní organizace.
"Jsme vědci, takže dokážeme dobře vymyslet plán jak naše řešení posunout až na trh," říká Wang. Samotné plošné rozšíření už však přesahuje jejich aktuální možnosti.
