沙漠种菜的希望！太阳能系统从空气提取水分，为沙漠农业创造条件

　　前言
　　科学发展是科学家们不断探索的过程，它的意义是为世界面临的广泛问题提出新的解决方案。这其中一个最新的例子，就是科学家们正在试图用新的太阳能技术，为世界上相当一部分无法获得足够或清洁的水地区提供水资源。
　　沙特阿拉伯鲁卜哈利沙漠
　　这个故事简单来说，就是最近一组研究人员为了缓解地处沙漠地区国家的缺少问题，开发了一种新的太阳能系统，并应用在沙特阿拉伯的沙漠中。它的独特本领在于，能够在利用太阳能发电的同时，利用一部分绿色能源从空气中提取水蒸气，从而实现了在干旱地区种植作物。
　　其实本故事发生在沙特阿拉伯一点都不奇怪，这不仅仅在于它拥有那么多沙漠的原因——这只是其中之一。其实，沙特阿拉伯一直在沙漠绿化方面进行各种探索尝试，有失败的教训，也有正在努力的希望。海水淡化——从1969年沙特在瓦吉哈和迪巴初建了年产量仅为8.3万立方米的海水淡化站，到2012年沙特年海水淡化总量12.7亿立方米跃居世界第一，沙特用不到50年的时间解决了海水淡化的难题，并在沙漠和荒原中铺设了约5390千米长的输水管道，源源不断地为工农业提供用水。
　　沙特阿拉伯的沙埃拜海水淡化厂沙漠中的农场——沙特通过开采地下水的方式，年均开采量约为130亿立方米，在沙漠中建设了大片的农场。然而，地下水位的下降引起了海水的入侵与地面沉降。沙特意识到了地下水不可持续开采的严重性，决定压缩用水总量，并限制打深井开采地下水。
　　沙特阿拉伯的麦田新太阳能驱动系统
　　回到本故事，这个位于沙特阿拉伯的团队将他们的系统命名为WEC2P。它由安装在一层水凝胶上的太阳能光伏板制成，水凝胶被放置在一个大金属盒的顶部，用于收集和冷凝水。
　　这种新的水凝胶可以有效地从环境空气中捕获水蒸气，并在加热时释放水分。科学家们利用太阳能电池板产生的热量，将吸收的水从水凝胶中排出。然后，放在较低位置的金属盒收集蒸汽并将其冷凝成水。
　　部署在干旱地区的WEC2P系统
　　除了可以提取水分，水凝胶还可以通过捕捉热量和降低太阳能电池板的温度，将太阳能电池板的效率提高近10%，可以说是一箭双雕。太阳能种菠菜实验
　　研究人员在沙特阿拉伯进行了为期两周的植物生长实验，测试了WEC2P新太阳能系统。实验时间是6月份，当时气温极高。实验成功地利用提取的水分种出了60棵菠菜幼苗。
　　这些幼苗被放在一个塑料植物生长箱中，仅使用该设备从空气中收集的水。太阳能电池板的大小与一张学生桌差不多，在实验过程中产生了1519瓦时的电能。实验中，60颗菠菜种子中有57颗发芽并发育到18厘米高。在两周的时间内，约有2升水从水凝胶中冷凝。
　　种植了菠菜的植物生长箱
　　该团队的应用目标是开发一个能够生产水、食品和清洁能源的综合系统。研究人员的下一步是开发一种能够从空气中吸收更多水分的优质水凝胶，以便将目前还处在概念验证设计阶段的研究真正的产品化。
　　该团队在《科学杂志：细胞报告物理科学》上发表了他们的研究成果。引用
　　An integrated solar-driven system produces electricity with fresh water and crops in arid regions (Cell Reports Physical Science)