स्थायी ताजे पानी की आपूर्ति की समस्या को हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने हाल के वर्षों में कई सौर अलवणीकरण प्रणाली विकसित की हैं। हालाँकि, अक्सर सामने आने वाली कठिनाई नमक संचय है, जो सिस्टम को अवरुद्ध कर सकती है और जल उत्पादन दर को प्रभावित कर सकती है। इस समस्या को हल करने के लिए, एमआईटी और शंघाई जिओ टोंग विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक प्राकृतिक घटना से प्रेरणा ली: कैसे गहरे समुद्र की धाराएं समुद्री जल के घनत्व में अंतर से संचालित होती हैं, एक प्रक्रिया जिसे थर्मोहेलिन परिसंचरण के रूप में जाना जाता है।
शोधकर्ताओं ने एक नई सौर-संचालित अलवणीकरण प्रणाली विकसित की है जो बड़ी मात्रा में पीने के पानी का उत्पादन कर सकती है और नमक जमा होने की समस्या से बचने के लिए समुद्र-प्रेरित तकनीक का उपयोग करती है। बड़े होने पर, यह प्रणाली एक छोटे परिवार की दैनिक जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त पेयजल उपलब्ध करा सकती है।
शोधकर्ताओं की नई प्रणाली उनके पिछले डिज़ाइन में सुधार करती है, एक समान अवधारणा जिसमें कई परतें होती हैं जिन्हें "चरण" कहा जाता है। प्रत्येक चरण में एक बाष्पीकरणकर्ता और एक कंडेनसर होता है, जो आने वाले पानी से नमक को निष्क्रिय रूप से अलग करने के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग करता है। हालाँकि यह पानी को वाष्पित करने के लिए सौर ऊर्जा का प्रभावी ढंग से उपयोग करता है, लेकिन नमक जमा होने के कारण यह कुछ दिनों के बाद बंद हो सकता है। इसलिए, शोधकर्ताओं ने नमक के संचय को कम करने के लिए थर्मोहेलिन परिसंचरण विधि की कोशिश की।
नव डिज़ाइन की गई सिंगल-स्टेज इकाई एक पतले बक्से की तरह दिखती है जिसके शीर्ष पर एक गहरे रंग की सामग्री होती है जो सूरज की गर्मी को अवशोषित करती है। बॉक्स के अंदरूनी हिस्से को ऊपरी और निचले हिस्सों में बांटा गया है। पानी ऊपरी भाग से बहता है, और छत में बाष्पीकरणकर्ताओं की एक परत सूरज की गर्मी का उपयोग गर्म करने और इसके सीधे संपर्क में आने वाले पानी को वाष्पित करने के लिए करती है। जलवाष्प को निचले आधे हिस्से में ले जाया जाता है, और कंडेनसर परत जलवाष्प को वायु-ठंडा करके नमक-मुक्त पीने के पानी में बदल देती है।
पूरा बक्सा झुका हुआ है, और जब पानी बहता है तो सूरज की गर्मी भंवर पैदा करती है। यह गतिविधि नमक परिसंचरण को बनाए रखते हुए और नमक के अवक्षेपण और जमाव को रोकते हुए पानी को ऊपरी वाष्पीकरण परत के संपर्क में लाने में मदद करती है।
अध्ययन के संबंधित लेखकों में से एक जू झेनयुआन ने कहा: "हमने अब एक अधिक शक्तिशाली संवहन पेश किया है जो किलोमीटर-लंबे पैमाने के संवहन के समान है जो हम आमतौर पर समुद्र में देखते हैं। जब समुद्री जल हवा के संपर्क में आता है, तो सूरज की रोशनी समुद्री जल को वाष्पित कर देती है। एक बार जब समुद्री जल समुद्र की सतह छोड़ देता है, तो नमक बना रहता है। नमक की सांद्रता जितनी अधिक होगी, तरल पदार्थ उतना ही अधिक होगा, और यह भारी पानी नीचे की ओर बहेगा। इस किलोमीटर-पैमाने की घटना का अनुकरण करके [ए] छोटा बॉक्स, हम नमक को हटाने के लिए इस सुविधा का उपयोग कर सकते हैं।"
शोधकर्ताओं ने पाया कि उनका सिस्टम अलग-अलग नमक सांद्रता वाले वातावरण में प्राकृतिक समुद्री जल से लेकर सात गुना अधिक खारे पानी तक ताजा पानी का उत्पादन कर सकता है। उन्होंने कहा कि यदि इसे एक छोटे सूटकेस के आकार तक बढ़ाया जाए, तो सिस्टम प्रति घंटे 4 से 6 लीटर (1.1 से 1.6 गैलन) पानी का उत्पादन कर सकता है और भागों को बदलने की आवश्यकता होने से पहले कई वर्षों तक चल सकता है।
शोधकर्ताओं ने कहा कि सिस्टम को चलाने की कुल लागत संयुक्त राज्य अमेरिका में नल के पानी के उत्पादन की लागत से कम होगी क्योंकि इसकी उच्च जल उत्पादन दर, उच्च नमक अस्वीकृति, लंबी उम्र और तथ्य यह है कि यह सौर ऊर्जा से संचालित है और बिजली की आवश्यकता नहीं है।
अध्ययन रिपोर्ट के सह-लेखक यांग झोंग ने कहा: "हमारे शोध से पता चलता है कि इस तरह के उपकरण लंबी सेवा जीवन प्राप्त कर सकते हैं। इसका मतलब है कि पहली बार, सूरज की रोशनी का उपयोग करके उत्पादित पीने का पानी नल के पानी से सस्ता हो सकता है। यह व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए सौर समुद्री जल अलवणीकरण की संभावना प्रदान करता है।"
यह शोध जूल पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।