Вертикальные морские фермы разработали австралийские ученые

12.09.2023 610
Иллюстрация двух камер, которые работают вместе для производства пресной воды и урожая

Солнце и море – обильные и бесплатные – используются в уникальном проекте по созданию вертикальных морских ферм, плавающих в океане. Они смогут производить пресную воду для питья и сельского хозяйства.

Исследователи из Университета Южной Австралии впервые в мире разработали самоподдерживающуюся солнечную систему, которая испаряет морскую и перерабатывает ее в пресную воду, выращивая сельскохозяйственные культуры без какого-либо участия человека. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.

Это могло бы помочь решить надвигающуюся глобальную нехватку пресной воды и продовольствия в ближайшие десятилетия, поскольку к 2050 году население мира, как ожидается, достигнет 10 миллиардов человек.

Профессор Хаолан Сюй и доктор Гэри Оуэнс из Института индустрии будущего UniSA разработали вертикальную плавучую морскую ферму, состоящую из двух камер: верхняя камера похож на теплицу и нижняя камера для сбора воды.

«Эта система работает во многом как впитывающая грядка», — говорит доктор Оуэн. «Однако в этом случае чистая вода подается с помощью ряда солнечных испарителей, которые впитывают морскую воду, улавливают соли в корпусе испарителя и под солнечными лучами выделяют в воздух чистый водяной пар, который затем конденсируется на воде. ремнями и переносится в верхнюю камеру роста растений».

В ходе полевых испытаний исследователи вырастили три распространенные овощные культуры — брокколи, салат и бок-чой — на поверхности морской воды без ухода и дополнительного орошения чистой водой.

По словам профессора Сюй, система, которая питается только от солнечного света, имеет ряд преимуществ перед другими проектами солнечных морских ферм, которые в настоящее время проходят испытания.

«В других конструкциях испарители устанавливаются внутри камеры выращивания, что занимает ценное пространство, которое в противном случае можно было бы использовать для роста растений. Кроме того, эти системы склонны к перегреву и гибели урожая», — говорит профессор Сюй.

Также предлагались плавучие фермы, где традиционные фотоэлектрические панели собирают электроэнергию для питания обычных опреснительных установок, но они энергоемки и дороги в обслуживании.

«В нашей конструкции вертикальное расположение испарителя и ростовых камер уменьшает общую площадь устройства, максимально увеличивая площадь для производства продуктов питания. Оно полностью автоматизировано, дешево и чрезвычайно просто в эксплуатации, использует только солнечную энергию и морскую воду для производства чистой воды и выращивать урожай».

Доктор Оуэнс говорит, что на данном этапе их конструкция является лишь проверкой концепции, но следующим шагом будет ее масштабирование с использованием небольшого набора отдельных устройств для увеличения производительности растений. Удовлетворение больших потребностей в продовольствии будет означать увеличение как размера, так и количества устройств.

Вполне возможно, что когда-нибудь в будущем вы сможете увидеть огромные фермерские биокуполы, плавающие в океане, или несколько меньших устройств, развернутых на большой морской территории.

Их существующий прототип, вероятно, будет модифицирован для производства большего количества биомассы, в том числе с использованием недорогих материалов-основ, таких как волокна из отходов рисовой соломы, чтобы сделать устройство еще более дешевым в эксплуатации.

Исследователи показали, что переработанная вода, полученная таким образом, достаточно чистая, чтобы ее можно было пить, и имеет меньшую соленость, чем указано в рекомендациях Всемирного здравоохранения для питьевой воды.

По оценкам ООН, к 2050 году около 2,4 миллиарда человек, вероятно, будут испытывать нехватку воды . Ожидается, что за тот же период глобальные поставки воды для сельскохозяйственного орошения снизятся примерно на 19%.

«Пресная вода составляет всего 2,5% мировых запасов воды, и большая часть ее недоступна, поскольку она заперта в ледниках, ледяных шапках или находится глубоко под землей», — говорит доктор Оуэнс. «Дело не в том, что пресная вода сокращается, а в том небольшом количестве, которое существует, спрос на нее постоянно растет из-за роста населения и изменения климата. «Тот факт, что 97,5% воды в мире находится в наших океанах и находится в свободном доступе, является очевидным решением использовать море и солнце для решения растущей глобальной нехватки воды, продуктов питания и сельскохозяйственных земель. Внедрение этой технологии могло бы улучшить здоровье и благополучие миллиардов людей во всем мире».

Источник: Университет Южной Австралии

Поделиться:

Похожие статьи