De zomers in Saoedi-Arabië zijn droog en heet, en ook vorig jaar was dat het geval. Toch ontpopten er zich 57 zaden tot gezonde, zeven centimeter grote waterspinaziebladeren. Hoe dat kan? Door water te oogsten uit lucht.
De spinazie ontkiemde dankzij een door zonne-energie aangedreven systeem dat damp uit de lucht haalde en condenseerde tot twee liter water. Een meer of rivier is dus niet langer nodig om bepaalde zaden te doen groeien. Wanneer je geen toegang hebt tot een conventioneel watersysteem, kan dit de oplossing zijn.
Het prototype dat tijdens het experiment werd gebruikt, bestaat uit drie hoofdcomponenten: een klein fotovoltaïsch paneel, een composietmateriaal van hydrogel (een hoogtechnologische versie van de hydrogel die in verbandmateriaal wordt gebruikt om wonden te hydrateren), calciumchloride (het soort zout dat we gebruiken om wegen ijsvrij te maken), en een metalen container die als condensatiekamer fungeert.
Zoals bij de meeste conventionele zonnepanelen wordt 10-20% van de opgevangen zonne-energie omgezet in elektriciteit. De overige 80-90% wordt omgezet in warmte. Het hydrogelmateriaal – een laag gelei aan de achterkant van het zonnepaneel – speelt een dubbele rol. Allereerst kan het zonnepaneel koelen zodat het niet oververhit raakt. Daarnaast kan het waterdamp uit de lucht absorberen. Dit door de calciumchloride, die meer dan zijn gewicht aan vocht kan opnemen. De hydrogel zelf zwelt op en sluit dat vocht op in het materiaal, zodat het niet kan weglekken.
Moeilijk te geloven, maar effectief al dit vocht komt gewoonweg uit de lucht! De relatieve vochtigheid in deze droge regio ligt rond de 40% en kan snachts tot 80% en meer stijgen. ’s Nachts wordt dus het meeste vocht opgevangen. Tegen de ochtend is het materiaal dan ook verzadigd met water. Wanneer de zon dan begint te schijnen, wordt er damp gecreëerd uit het opgeslagen vocht en drijft het uit de hydrogellaag. De metalen doos – met de zaden in – condenseert deze damp tot water. En dit alles zonder elektriciteit! De stroom die opgewekt wordt door het zonnepanneel, kan in principe rechtstreeks aan het net worden geleverd.
In dit experiment werd er voor waterspinazie gekozen, omdat dit gewas weinig water nodig heeft om te groeien. Bovendien heeft het ook een korte groeiperiode. Op twee weken tijd werd de spinazie maar liefst zeven centimeter groot. Een opmerkelijk resultaat! Voor gewassen die erg waterintensief zijn, zou deze infrastructuur niet geschikt zijn, dixit Peng Wang, een professor in milieuwetenschappen en engineering. Rijst of suikerriet zal je hier dus niet in laten groeien. De resultaten van het experiment suggereren wel dat kleine boerderijen in afgelegen, dorre gebieden gewassen kunnen telen zonder watertoevoer.
Bovenop de groeimogelijkheden van niet-waterintensieve gewassen, zou het opgewekte vocht ook kunnen dienen als tijdelijk drinkwater. Het water komt niet van een minerale bron en is dus niet geschikt om op constante basis te drinken. Toch is het ideaal in een situatie waar waternood de mens (en dier) parten speelt. Het water is afkomstig van ijle lucht en kan dus best spaarzaam gebruikt worden. Een nieuwe waterbron hebben we met dit experiment dus nog niet gevonden.
Voor de commercialisatie van dit systeem dienen er nog veel stappen gezet te worden. Zo moeten wetenschappers nog manieren zoeken om dit systeem op een rendabele wijze te produceren. Dat zou een eerste stap zijn om in de toekomst water aan te bieden aan gemeenschappen die niet op het waternet zijn aangesloten.
Bij Nature Solutions vinden wij alleszins nu al de oplossing voor u. Heeft u nood aan individuele watervoorziening? Wij helpen u op weg met onze innovatieve watersystemen. Neem vrijblijvend contact op voor meer informatie!
Bronnen
Brandon, E. M. (2022, 3 maart). How scientists grew spinach in the desert by harvesting water out of thin air. Fast Company. Geraadpleegd op 6 april 2022, van https://www.fastcompany.com/90727006/how-scientists-grew-spinach-in-the-desert-by-harvesting-water-out-of-thin-air
