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Friday, May 14, 2021

कम-लागत, सुरक्षित पेयजल के लिए अत्यधिक कुशल सौर ऊर्जा संचालित विलवणीकरण

थ्री-लेयर सोलर-पावर्ड डिसेलिनेशन यूनिट

सौर-चालित विलवणीकरण इकाई में तीन परतें शामिल होती हैं: चाट सामग्री, एक थर्मल इन्सुलेटर, और टाइटेनियम पर एक पेपर-आधारित सौर प्रकाश अवशोषक। साभार: चाओ चांग

वैज्ञानिक कम लागत वाली, अत्यधिक कुशल तकनीक विकसित करते हैं जो समुद्री जल से नमक निकालने के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग करती है, जिससे सुरक्षित पेयजल का उत्पादन होता है।

पृथ्वी पर पानी की विशाल मात्रा के बावजूद, इसका अधिकांश हिस्सा समुद्री जल है। मीठे पानी में कुल का लगभग 2.5% हिस्सा होता है, इसलिए दुनिया के अधिकांश हिस्से में पानी की गंभीर कमी का अनुभव होता है।

में AIP एडवांसAIP प्रकाशन द्वारा, चीन में वैज्ञानिक सौर ऊर्जा द्वारा संचालित एक अत्यधिक कुशल विलवणीकरण उपकरण के विकास की रिपोर्ट करते हैं। इस उपकरण में एक टाइटेनियम युक्त परत, TiNO, या टाइटेनियम नाइट्राइड ऑक्साइड शामिल है, जो सौर ऊर्जा को अवशोषित करने में सक्षम है। TiNO को एक विशेष प्रकार के कागज और फोम पर जमा किया जाता है जो सौर अवशोषक को समुद्री जल पर तैरने की अनुमति देता है।

जब सूरज की रोशनी टाइटेनियम परत से टकराती है, तो यह तेजी से गर्म होती है और पानी को वाष्पीकृत करती है। ढलान वाली क्वार्ट्ज छत के साथ एक पारदर्शी कंटेनर में इकाई रखकर, जल वाष्प को संघनित और एकत्र किया जा सकता है, जिससे ताजे पानी की प्रचुर मात्रा में उत्पादन होता है।

“, सौर ऊर्जा क्षेत्र में, TiNO एक आम वाणिज्यिक सौर अवशोषित कोटिंग है, जो व्यापक रूप से सौर गर्म पानी प्रणालियों और फोटोवोल्टिक इकाइयों में उपयोग की जाती है,” लेखक चाओ चांग ने कहा। “इसकी उच्च सौर अवशोषण दर और कम तापीय उत्सर्जन है और यह सौर ऊर्जा को थर्मल ऊर्जा में प्रभावी रूप से परिवर्तित कर सकता है।”

जांचकर्ताओं ने मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग नामक एक तकनीक का उपयोग करके तियानो की एक परत जमा करने के लिए एक विधि विकसित की। उन्होंने एक विशेष प्रकार के अत्यधिक छिद्रयुक्त कागज का उपयोग किया, जिसे एयरलैंड पेपर के रूप में जाना जाता है, जो समुद्री जल जलाशय से पानी की आपूर्ति करने के लिए एक सामग्री के रूप में कार्य करता है। एयरलैंड पेपर लकड़ी के तंतुओं से बनाया जाता है और आमतौर पर डिस्पोजेबल डायपर में उपयोग किया जाता है।

वाष्पीकरण इकाई में तीन भाग शामिल थे: शीर्ष पर TiNO परत, एक थर्मल इंसुलेटर, और तल पर एयरलैंड पेपर। इन्सुलेशन परत पॉलीइथाइलीन फोम है, जिसमें कई हवा से भरे छिद्र होते हैं जो गर्मी को जाल करते हैं और बहु-परत इकाई को समुद्री जल के एक जलाशय के शीर्ष पर तैरने की अनुमति देते हैं, जिससे आसपास के वातावरण को गर्मी का नुकसान होता है।

“, टर्नो सौर अवशोषक के लिए सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किए जाने वाले झरझरा वायुहीन कागज को 30 से अधिक बार पुन: उपयोग और पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है,” चांग ने कहा।

TiNO सतह पर नमक की वर्षा दक्षता में हस्तक्षेप कर सकती है, लेकिन जांचकर्ताओं को लंबे समय के बाद भी पाया गया, सतह पर कोई नमक परत नहीं बनती है। वे सुझाव देते हैं कि कागज की छिद्रपूर्ण प्रकृति किसी भी नमक को मिटा देती है जो सतह पर बन सकती है, जो इसे समुद्री जल भंडार में लौटा देती है।

साधारण समुद्री जल की लवणता 75,000 मिलीग्राम नमक प्रति लीटर से अधिक है। साधारण पेयजल की लवणता लगभग 200 मिलीग्राम प्रति लीटर है। अलवणीकरण इकाई समुद्री जल की लवणता को 2 मिलीग्राम प्रति लीटर से भी कम करने में सक्षम थी।

इस अलवणीकरण तकनीक के लिए कम लागत, उच्च दक्षता और दूषण की कमी के संयोजन से पता चलता है कि यह दुनिया की ताजे पानी की कमी को हल करने में मदद करने की क्षमता रखता है।

संदर्भ: चाओ चांग, ​​मिन लियू, लीलिन पेई, गुओवेई चेन, ज़ोंगयू वांग और यूलोंग जी, 27 अप्रैल 2021 को “उच्च क्षमता वाले समुद्री जल अलवणीकरण के लिए झरझरा तिआनो सौर-चालित इवापोरेटर”। AIP एडवांस
DOI: 10.1063 / 5.0047390

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