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 在產(chǎn)生綠色能源的同時(shí)，太陽能電池板通常會(huì)產(chǎn)生多余的熱量而不被使用。但是通過一種新的、創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，科學(xué)家們已經(jīng)找到了一種方法來利用這些寶貴的剩余熱量，使發(fā)電者有了第二個(gè)用途：從空氣中獲取水。

基本上，這個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)將太陽能電池板鋪設(shè)在可以收集空氣中水蒸氣的特殊凝膠上。一旦來自電池板的剩余熱量接觸到凝膠，該物質(zhì)就會(huì)釋放出一種霧氣，進(jìn)入一個(gè)金屬盒。在該容器中，氣體被凝結(jié)成水滴。

該團(tuán)隊(duì)的動(dòng)機(jī)是為偏遠(yuǎn)地區(qū)，特別是干燥氣候地區(qū)的居民提供廉價(jià)、清潔和離網(wǎng)的能源和水。

沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)的環(huán)境工程師王鵬在一份聲明中說：“我們的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)清潔能源、水和食物生產(chǎn)的綜合系統(tǒng)，特別是我們?cè)O(shè)計(jì)中的水創(chuàng)造部分，這使我們與目前的農(nóng)業(yè)光伏技術(shù)不同。”王鵬是周二發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告物理科學(xué)》雜志上的關(guān)于這項(xiàng)發(fā)明的研究的高級(jí)作者。

在幾乎按需生產(chǎn)水的過程中，這些電池板正在解決幾個(gè)緊迫的全球健康問題。Our World In Data2019年的一份報(bào)告指出，不安全的水每年導(dǎo)致驚人的123萬人死亡，尤其是生活在貧困中的人。該網(wǎng)站指出，截至2020年，四分之一的人仍然無法獲得清潔的飲用水。

除此之外，氣候危機(jī)還使干旱地區(qū)的干旱風(fēng)險(xiǎn)急劇增加，直接危及到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。去年年底，聯(lián)合國提請(qǐng)注意馬達(dá)加斯加因嚴(yán)重干旱而造成的作物破壞，甚至認(rèn)為這場(chǎng)災(zāi)難可能導(dǎo)致世界上第一次由氣候變化引起的饑荒。

“確保地球上的每個(gè)人都能獲得清潔的水和負(fù)擔(dān)得起的清潔能源是聯(lián)合國制定的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的一部分，”王鵬說。“我希望我們的設(shè)計(jì)可以成為一個(gè)分散的電力和水系統(tǒng)，為家庭提供照明，為農(nóng)作物澆水。”

王鵬團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的太陽能電池板系統(tǒng)包括幾個(gè)層次。

首先，太陽能電池板被置于水凝膠之上，這種物質(zhì)以其保水能力而聞名。例如，隱形眼鏡也是用水凝膠制成的。這種柔軟的、可彎曲的塑料狀材料有助于保持鏡片上的薄膜濕潤--這樣，你的眼睛就不會(huì)受到刺激了。

在他們的發(fā)明中，研究人員開發(fā)了一種特殊類型的水凝膠，它可以從周圍的空氣中吸入水蒸氣，并將其保持在里面，然后在加熱時(shí)將其釋放出來。在這種情況下，熱源是太陽能電池板多余的、通常是"浪費(fèi)"的能量。

一旦加熱，凝膠開始釋放水蒸氣，下面的一個(gè)大金屬盒收集氣體并將其冷凝成真正的水滴。作為一項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，該研究稱水凝膠將太陽能電池板的效率提高了近10%。這是因?yàn)樵谖彰姘宓亩嘤酂崃繒r(shí)，它降低了它們的溫度。

為了證明其原理，研究人員建立了一個(gè)原型系統(tǒng)，并在沙特阿拉伯天氣非常炎熱的時(shí)候?qū)⑵渫度胧褂昧藘芍堋?br />
他們使用的太陽能電池板大約有一張教室課桌那么大，總共產(chǎn)生了1519瓦時(shí)的電力，就背景而言，這大約足夠驅(qū)動(dòng)一輛特斯拉行駛7英里。它還從空氣中創(chuàng)造了大約兩升的水。

這兩升水被用來灌溉種植在塑料箱中的60顆水菠菜種子。據(jù)研究人員稱，60顆中有57顆發(fā)了芽，并長到了正常的7英寸(18厘米)。接下來，王鵬和同事們打算擴(kuò)大他們的模型，以便它能產(chǎn)生更多的電力和水含量。

王鵬說：“世界上仍有一部分人口無法獲得清潔水或綠色電力，其中許多人生活在氣候干旱或半干旱的農(nóng)村地區(qū)。我們的設(shè)計(jì)利用本來被浪費(fèi)的清潔能源從空氣中制造水，適合在沙漠和海洋島嶼等偏遠(yuǎn)地區(qū)建立分散的小規(guī)模農(nóng)場(chǎng)。”

原標(biāo)題：新型太陽能電池板 利用浪費(fèi)的能源從空氣中獲取水