Met de klimaatverandering waardoor de droogte en hitte in veel regio’s toenemen, heeft de wereld behoefte aan veelzijdige technologieën die meerdere problemen tegelijk kunnen oplossen. Een team van ingenieurs aan de Hamad Bin Khalifa Universiteit in Qatar heeft een modulair systeem ontwikkeld dat drie cruciale uitdagingen aanpakt: het produceren van zoet water uit zout water, het opwekken van hernieuwbare energie en het bieden van koeling voor gebouwen en binnenruimtes.
Hoe het multifunctionele ontziltingssysteem werkt
Aan de basis van het systeem bevindt zich een reeks bifaciale kristallijne silicium (c-Si) zonnepanelen, die tot wel 600 Watt per paneel met een rendement van 23,2%. Met een totale oppervlakte van 10.785 m² kunnen deze panelen maar liefst 1,5 MW elektriciteit per dag. De geproduceerde energie wordt intelligent verdeeld: een deel (100 kW) voedt het systeem rechtstreeks, terwijl de rest wordt gebruikt voor het koelen van het grondwater en voor de werking van de waterpompen.
Een extra module gebruikt een dampcompressor en koelmiddel om het zoute water af te koelen totdat er ijskristallen ontstaan. Deze kristallen, die zoet water vertegenwoordigen, worden gescheiden van het resterende zout. Het verzamelde ijs wordt vervolgens opgeslagen en gebruikt om lucht te koelen, die in gebouwen kan worden gepompt om voor airconditioning te zorgen. Wanneer het ijs smelt, kan het water gebruikt worden voor menselijke consumptie of irrigatie.
Een extra module gebruikt het geproduceerde water en elektriciteit om waterstof op te wekken. Via een elektro-ionisatiesysteem met protonenuitwisselingsmembranen wordt het water verder gezuiverd, waarbij waterstof als bijproduct ontstaat, dat kan worden opgeslagen en gebruikt als schone energiebron.
Buitengewone data en praktische toepassingen
Het systeem is ontworpen om dag en nacht in verschillende modi te werken. Overdag zijn ontzilting en luchtkoeling de belangrijkste activiteiten, terwijl ’s nachts de focus verschuift naar waterstofproductie. Op een normale dag kan het systeem het volgende produceren:
Dit modulaire systeem vertegenwoordigt een innovatief en schaalbaar antwoord op de behoeften van regio’s met schaarse watervoorraden en hoge temperaturen. Met een veelzijdig ontwerp kan het worden aangepast aan verschillende industriële en residentiële toepassingen, waardoor een complete oplossing wordt geboden voor energie- en waterbehoeften.