Peng Wang นักวิทยาศาสตร์ด้านสิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี King Abdullah (KAUST) กำลังทำงานร่วมกับทีมนักชีววิทยาและวิศวกรเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์เมื่อเขานึกถึงแนวคิดสำหรับระบบนี้ หวางเติบโตขึ้นมาในหมู่บ้านทางตะวันตกของจีนที่ไม่มีน้ำประปา ทำให้ครอบครัวของเขาต้องตักน้ำจากบ่อน้ำส่วนกลาง หากสามารถปรับขนาดได้ สิ่งประดิษฐ์ของทีมของเขาสามารถเสริมหรือตอบสนองความต้องการน้ำและพลังงานของชุมชนที่คล้ายคลึงกัน

ระบบขึ้นอยู่กับเจลสูตรน้ำหรือไฮโดรเจลที่ Wang และเพื่อนร่วมงานสร้าง การรวมไฮโดรเจลกับเกลือทำให้สามารถดูดซับไอน้ำจากอากาศโดยรอบได้ วังโดยเฉพาะ เลือก CaCl2ซึ่งเป็นเกลือที่ย่อยสลายได้เองราคาถูกและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม สำหรับการเข้าถึงเทคโนโลยีนี้หากเทคโนโลยีเข้าสู่ชุมชนที่กำลังพัฒนา นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างอุปกรณ์ “ง่ายต่อการประกอบในครัวเรือน” โดยใช้แผ่นไฮโดรเจล และพบว่าภายใต้แสงแดดธรรมชาติ เครื่องต้นแบบแบบใช้มือถือสามารถผลิตน้ำได้ 20 กรัม (หรือ 0.7 ออนซ์) ในช่วงสองชั่วโมงครึ่ง

ผลงานของศิลปินเกี่ยวกับวิธีแก้ปัญหาของวัง (ภาพ: R. Li et al/Cell Reports Physical Science 2022)

แต่พลังงานแสงอาทิตย์เข้ามาที่ไหน? เมื่อไฮโดรเจลของทีมได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพ พวกเขาก็ต้องลงมือทาเจลที่ด้านหลังของแผงโซลาร์เซลล์ จากนั้นพวกเขาก็ติดห้องโลหะเพื่อเก็บน้ำ น้ำประปานี้สามารถนำไปใช้ได้หลายวิธี: เพื่อรดน้ำพืชผล ให้น้ำแก่มนุษย์และสัตว์ หรือทำให้แผงโซลาร์เซลล์เย็นลง และเพิ่มผลผลิตพลังงานได้เกือบ 10 เปอร์เซ็นต์

ประชากรประมาณสองพันล้านคนทั่วโลกขาดน้ำดื่มที่ปลอดภัย กระดาษซึ่งตีพิมพ์เมื่อต้นปีนี้ในวารสาร Cell Reports ประชาชนอีก 800 ล้านคนไม่มีไฟฟ้าใช้ วิธีแก้ปัญหาทั่วไปสำหรับปัญหาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับโครงสร้างพื้นฐานที่มีราคาแพง ซึ่งต้องใช้เวลาเป็นจำนวนมากในการดำเนินการ ในทางตรงกันข้าม ระบบแบบครบวงจรที่ไม่ต้องพึ่งพาระบบประปาภายนอกหรืองานไฟฟ้าอาจเปลี่ยนชีวิตได้อย่างแท้จริง

“ในปัจจุบันนี้เชื่อว่าวิธีการกระจายอำนาจแบบไร้สิ่งกีดขวางทางเข้านั้นเหมาะสมที่สุดสำหรับการจัดหาไฟฟ้าและน้ำอย่างประหยัดในพื้นที่สำหรับการบริโภค” กระดาษดังกล่าวกล่าว “เราได้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาระบบแบบบูรณาการที่พึ่งพาตนเองได้ … ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าเพิ่มเติม น้ำจืด และพืชผลในพื้นที่แห้งแล้งได้ กลยุทธ์นี้มีศักยภาพที่จะมีส่วนสนับสนุนอย่างแข็งแกร่งต่อการเชื่อมต่อระหว่างน้ำ-พลังงาน-อาหารทั่วโลก ผลิตไฟฟ้าและผลิตน้ำสำหรับชุมชนที่อยู่ห่างไกลและนอกเครือข่าย ปรับปรุงความมั่นคงด้านอาหารในพื้นที่แห้งแล้งและกึ่งแห้งแล้ง และดำเนินการได้อย่างยั่งยืน มารยาท.”

ตอนนี้อ่าน: