सौर जल संचयन तकनीक में एक सफलता हासिल की गई है जो वायुमंडल से पानी को कुशलतापूर्वक निकालने के लिए नवीन जैल और सिस्टम डिज़ाइन का उपयोग करती है। यह तकनीक शुष्क, धूप वाले क्षेत्रों में पानी के उपयोग में क्रांति ला सकती है, पीने के पानी और अन्य उपयोगों की महत्वपूर्ण जरूरतों को पूरा कर सकती है।
वायुमंडलीय जल संचयन शुष्क क्षेत्रों में पानी पहुंचाने के लिए हीड्रोस्कोपिक जैल और लवण का उपयोग करते हैं। वर्तमान में 2.2 अरब से अधिक लोग पानी की कमी वाले देशों में रहते हैं, और संयुक्त राष्ट्र का अनुमान है कि हर साल 3.5 मिलियन लोग पानी से संबंधित बीमारियों से मर जाते हैं। चूँकि जिन क्षेत्रों में बेहतर पेयजल की सबसे अधिक आवश्यकता है, वे दुनिया के सबसे धूप वाले स्थानों में से हैं, इसलिए स्वच्छ पानी तक पहुँच प्रदान करने में मदद करने के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग करने में गहरी रुचि है।
चीन के शंघाई जिओ टोंग विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक आशाजनक नई सौर ऊर्जा संचालित वायुमंडलीय जल संचयन तकनीक विकसित की है जो इन कठोर, शुष्क क्षेत्रों में लोगों को पर्याप्त पीने का पानी उपलब्ध कराने में मदद कर सकती है। उन्होंने अपने शोध परिणाम एआईपी प्रकाशन पत्रिका एप्लाइड फिजिक्स रिव्यूज़ में प्रकाशित किए।
इस वायुमंडलीय जल संचयन तकनीक का उपयोग घरेलू पेयजल, औद्योगिक जल और व्यक्तिगत स्वच्छता जल जैसी दैनिक जल आपूर्ति आवश्यकताओं को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है।
पारंपरिक चुनौतियों पर काबू पाना
हाइड्रोजेल में नमक डालते समय शोधकर्ताओं को ऐतिहासिक रूप से चुनौतियों का सामना करना पड़ा है क्योंकि उच्च नमक सामग्री नमक-बाहर प्रभाव के कारण हाइड्रोजेल की सूजन की क्षमता को कम कर देती है। इसके परिणामस्वरूप नमक का रिसाव होता है और जल अवशोषण क्षमता में कमी आती है।
शोधकर्ता वांग रूझू ने कहा, "जिस बात ने हमें गहराई से प्रभावित किया वह यह थी कि अगर 1 ग्राम पॉलिमर में 5 ग्राम तक नमक डाला जाए, तो भी परिणामी जेल अच्छी सूजन और नमक-फँसाने के गुणों को बनाए रख सकता है।"
नवोन्मेषी अवशोषक जेल और सिस्टम डिज़ाइन
शोधकर्ताओं ने एक सुपर-हीड्रोस्कोपिक जेल को संश्लेषित करने के लिए पौधों के व्युत्पन्न और हीड्रोस्कोपिक लवण का उपयोग किया जो बड़ी मात्रा में पानी को अवशोषित और बनाए रखता है। शुष्क वायुमंडलीय वातावरण में, एक किलोग्राम ज़ेरोगेल 1.18 किलोग्राम पानी को अवशोषित कर सकता है, जबकि आर्द्र वायुमंडलीय वातावरण में, यह 6.4 किलोग्राम तक पानी को अवशोषित कर सकता है। यह हाइग्रोस्कोपिक जेल तैयार करना आसान और कम लागत वाला है, जो इसे बड़े पैमाने पर तैयारी के लिए उपयुक्त बनाता है।
इसके अलावा, अनुसंधान टीम ने समानांतर में कॉन्फ़िगर किए गए एक अवशोषण कक्ष और एक संक्षेपण कक्ष के साथ एक प्रोटोटाइप का भी उपयोग किया। उन्होंने सोखे गए पानी की पुनर्प्राप्ति दर को 90% से अधिक तक बढ़ाने के लिए संघनन कक्ष में एक टर्बोफैन का उपयोग किया।
एक आउटडोर प्रोटोटाइप प्रदर्शन में, टीम ने पाया कि यह सुबह या दोपहर में भी सोख हुआ पानी छोड़ सकता है जब सूरज की रोशनी कमजोर थी। यह प्रणाली दिन के दौरान एक साथ सोखने और सोखने को भी सक्षम बनाती है।
भविष्य के अनुप्रयोग और अनुकूलन
शोध दल अधिशोषक के प्रति यूनिट द्रव्यमान में दैनिक जल उत्पादन को अधिकतम करने के लिए एक साथ सोखना और सोखना प्राप्त करने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करने का प्रयास करेगा, जिससे सिस्टम के प्रदर्शन को और अधिक अनुकूलित किया जा सके और इसे जल उत्पादन के क्षेत्र में उपयोग के लिए व्यावहारिक बनाया जा सके।
दैनिक जल उत्पादन के अलावा, सोखने वाली सामग्रियां जो वायुमंडलीय पानी एकत्र कर सकती हैं, भविष्य के अनुप्रयोगों जैसे निरार्द्रीकरण, कृषि सिंचाई और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के थर्मल प्रबंधन में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती हैं।
संदर्भ: "सुपर-हीड्रोस्कोपिक झरझरा जैल के एक साथ सोखने-उजाड़ने पर आधारित दिन के समय का वायु-जल संग्रह", लेखक: जियांग चेंगजी, यांग जिंगे, डेंग फैंगफैंग, चेन झिहुई, वांग रुझू, 5 दिसंबर, 2023, "एप्लाइड फिजिक्स समीक्षा"।
doi:10.1063/5.0160682
संकलित स्रोत: ScitechDaily