ARABIA SAUDITAIl sistema ibrido che produce elettricità e acqua dolce nel deserto

Un gruppo di scienziati della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), in Arabia Saudita, ha sviluppato un nuovo sistema ibrido che combina pannelli fotovoltaici con un idrogel assorbente che ha lo scopo di colmare le due più grandi mancanze del deserto, ovvero l’elettricità e l’acqua di irrigazione per l’agricoltura. Come spiegato in un articolo pubblicato sulla rivista scientifica Cell Reports Physical Science, si tratta ancora di un proof-of-concept, ma l’innovazione tecnologica ha potenzialità davvero enormi.
Il sistema è stato denominato WEC2P, ovvero sistema integrato di co-produzione di acqua-elettricità-colture (Water-Electricity-Crop Co-Production system) e si classifica nell’ambito dei nuovi impianti agrivoltaici, nati per coniugare la produzione solare con quella agricola in maniera vantaggiosa per entrambe le parti. WEC2P, infatti, si basa sul ciclo di adsorbimento-desorbimento dell’acqua atmosferica per raffreddare le celle fotovoltaiche ed aumentare le loro prestazioni di produzione di elettricità, o per fornire in modo sostenibile acqua dolce dal vapore acqueo atmosferico e aiutare così la crescita delle colture.
In pratica, il sistema è composto da un modulo fotovoltaico posto sopra uno strato di idrogel, montato a sua volta sopra un grande box metallico che serve a condensare e raccogliere l’acqua.
L’idrogel è una particolare sostanza chimica, detta colloide, costituita da catene polimeriche di molecole disperse in una soluzione acquosa, che è in grado di assorbire efficacemente il vapore acqueo dall’umidità atmosferica, rilasciandolo nel box quando riscaldato. Il calore necessario al rilascio non è altro che quello di scarto prodotto dal modulo solare. L’idrogel, inoltre, è in grado anche di aumentare l’efficienza dei pannelli fotovoltaici poiché capace di assorbire calore e, quindi, di abbassarne la temperatura superficiale.
Gli scienziati hanno testato WEC2P per due settimane, nel deserto arabo, con risultati sorprendenti. La temperatura superficiale dei pannelli fotovoltaici è stata abbassata fino a 17°C, mentre si è registrato un aumento della produzione di elettricità fino al 9,9%. La configurazione ha così generato 1,5 kWh di elettricità e due litri di acqua, utilizzata per irrigare 60 semi di spinaci piantati in una scatola di plastica e dei quali 57 sono germogliati per raggiungere i 18 cm di altezza.
L’esperimento ha quindi fornito dei dati confortanti, anche se per capirne l’effettiva validità serve fare dei test con moduli dalle dimensioni più grandi.
«Il nostro obiettivo è creare un sistema integrato di produzione di energia pulita, acqua e cibo. Assicurarsi che tutti sulla Terra abbiano accesso all’acqua pulita e all’energia pulita a prezzi accessibili fa parte degli Obiettivi di sviluppo sostenibile stabiliti dalle Nazioni Unite. Spero che il nostro progetto possa essere un sistema elettrico e idrico decentralizzato per illuminare le case e le colture idriche», ha affermato il professor Peng Wang, autore principale del progetto che ha guidato il team di ricerca.