Njeno obilje sunčeve svetlosti i velika ulaganja u tehnologiju solarnih ćelija dobro su pozicionirali Saudijsku Arabiju u njenoj tranziciji da postane vodeći izvoznik obnovljive energije. Zaista, solarna energija trenutno čini više od 80% kapaciteta zelene energije Kraljevine. Međutim, ove ćelije donose uvrnutu ironiju, jer ih njihov rad izlaže rizicima od pregrevanja. Sistemi za hlađenje su stoga neophodni, ali mnogi zavise od električne energije.
Međunarodni istraživački tim na čelu sa profesorom KAUST Kiaokiang Gan-om osmislio je potencijalno rešenje. Njihovom uređaju nije potrebna struja, jer izvlači vodu iz vazduha koristeći ništa više od gravitacije i oslanja se na jeftine, lako dostupne materijale.
Pored održavanja solarnih ćelija i drugih poluprovodničkih tehnologija hladnim, voda se može ponovo koristiti za navodnjavanje, pranje, hlađenje zgrada na kojima su solarne ćelije postavljene i druge primene.
Naučnici procenjuju da atmosfera sadrži šest puta više vode od sve slatke vode u rekama zajedno. „Ova voda se može prikupiti tehnologijama sakupljanja atmosferske vode“, kaže Gan.
Iako ove tehnologije funkcionišu prilično dobro, u sušnim sredinama poput onog u Saudijskoj Arabiji potrebna im je struja za prikupljanje praktičnih količina vode. Ova potražnja rizikuje da odvrati usvajanje solarnih ćelija u ruralnim regionima Kraljevine, gde je električna infrastruktura skupa.
Jedan od razloga za nisku efikasnost je to što voda prijanja uz površinu uređaja za žetvu. Profesor Dan Daniel i Shakeel Ahmad, postdoktor u Ganovoj grupi, otkrili su da bi dodavanjem premaza za podmazivanje koji je mešavina komercijalnog polimera i silicijumskog ulja mogli prikupiti više vode oslanjajući se samo na gravitaciju.
„Uobičajeni izazov u sistemima za prikupljanje atmosferske vode je da kapljice vode imaju tendenciju da ostanu prikovane za površinu [uređaja], što zahteva aktivno sakupljanje kondenzata. Naš premaz je efikasno eliminisao pričvršćivanje, omogućavajući istinsko pasivno sakupljanje vode vođeno vodom“, kaže Ahmad. „Pošto ovaj sistem u potpunosti radi na pasivnom radijacijskom hlađenju, ne troši nikakvu električnu energiju.
Rešenje je zasnovano na prethodnoj tehnologiji koju je napravio Gan, koju on opisuje kao „vertikalna dvostrana arhitektura“. Taj sistem je prvobitno bio dizajniran da reflektuje toplotu nazad ka nebu kako bi se solarne ćelije ohladile, ali ne i da bi uhvatio proizvedenu vodu.
Novi uređaj je testiran šest puta u periodu od godinu dana u prirodnim uslovima u gradu Tuval, oko 100 km severno od Džede, i mogao bi skoro da udvostruči stopu sakupljanja vode u poređenju sa alternativnim tehnologijama sakupljanja atmosferske vode.
Zajedno sa Ganom i Danijelom, KAUST vanredni profesor Giorgi Szekeli je doprineo studiji, koja je objavljena u časopisu Napredni materijali.
Uz efikasnost sakupljanja vode, Danijel je podjednako uzbuđen zbog ekonomskih koristi od usvajanja.
„Sistem ne troši nikakvu električnu energiju, što dovodi do uštede energije. Štaviše, ne oslanja se ni na kakve mehaničke delove poput kompresora ili ventilatora, smanjujući održavanje u odnosu na tradicionalne sisteme, što dovodi do daljih ušteda“, rekao je on.
