कुशल समुद्री जल विलवणीकरण के बारे में कैसे? कम कीमत पर ढेर सारा पानी

स्वच्छ, सुरक्षित पेयजल तक पहुंच एक ऐसी आवश्यकता है जो दुर्भाग्य से दुनिया के कई हिस्सों में खराब तरीके से पूरी होती है। समुद्री जल का विलवणीकरण दुनिया के कई क्षेत्रों में बहुत मददगार होगा, अगर, निश्चित रूप से, ऐसे तरीके उपलब्ध थे जो पर्याप्त रूप से कुशल और उचित अर्थव्यवस्था के भीतर थे।

लागत प्रभावी के विकास के लिए नई आशा समुद्री नमक को हटाकर ताजा पानी प्राप्त करने के तरीके पिछले साल दिखाई दिया जब शोधकर्ताओं ने प्रकार सामग्री का उपयोग करके अध्ययन के परिणामों की सूचना दी ऑर्गेनोमेटेलिक कंकाल (एमओएफ) समुद्री जल निस्पंदन के लिए। शोधकर्ताओं ने कहा कि ऑस्ट्रेलिया के मोनाश विश्वविद्यालय में एक टीम द्वारा विकसित नई विधि में अन्य तरीकों की तुलना में काफी कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

एमओएफ ऑर्गेनोमेटेलिक कंकाल एक बड़े सतह क्षेत्र के साथ अत्यधिक झरझरा सामग्री हैं। छोटे आयतन में लुढ़की हुई बड़ी कार्य सतहें निस्पंदन के लिए महान हैं, अर्थात। तरल में कणों और कणों को पकड़ना (1)। नए प्रकार के MOF को कहा जाता है पीएसपी-एमआईएल-53 समुद्र के पानी में नमक और प्रदूषकों को फंसाने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। पानी में रखा, यह चुनिंदा रूप से अपनी सतह पर आयनों और अशुद्धियों को बरकरार रखता है। 30 मिनट के भीतर, एमओएफ पानी के कुल घुलित ठोस (टीडीएस) को 2,233 पीपीएम (पीपीएम) से 500 पीपीएम से कम करने में सक्षम था। यह स्पष्ट रूप से विश्व स्वास्थ्य संगठन द्वारा सुरक्षित पेयजल के लिए अनुशंसित 600 पीपीएम सीमा से नीचे है।

1. समुद्री जल के विलवणीकरण के दौरान एक ऑर्गोमेटेलिक झिल्ली के संचालन का दृश्य।

इस तकनीक का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता प्रति दिन एमओएफ सामग्री के प्रति किलोग्राम 139,5 लीटर ताजे पानी का उत्पादन करने में सक्षम थे। एक बार जब एमओएफ नेटवर्क कणों से "भरा" हो जाता है, तो इसे पुन: उपयोग के लिए जल्दी और आसानी से साफ किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए इसे सूरज की रोशनी में रखा जाता है, जो फंसे हुए नमक को सिर्फ चार मिनट में छोड़ देता है।

"थर्मल बाष्पीकरणीय अलवणीकरण प्रक्रियाएं ऊर्जा गहन हैं, जबकि अन्य प्रौद्योगिकियां जैसे विपरीत परासरण (2), उनके पास कई कमियां हैं, जिनमें झिल्ली की सफाई और डीक्लोरिनेशन के लिए ऊर्जा और रसायनों की उच्च खपत शामिल है, "मोनाश में शोध दल के नेता हुआंटिंग वांग बताते हैं। "सूर्य का प्रकाश पृथ्वी पर ऊर्जा का सबसे प्रचुर और नवीकरणीय स्रोत है। हमारी नई adsorbent-आधारित विलवणीकरण प्रक्रिया और पुनर्जनन के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग एक ऊर्जा-बचत और पर्यावरण के अनुकूल विलवणीकरण समाधान प्रदान करते हैं। ”

2. सऊदी अरब में ऑस्मोसिस समुद्री जल अलवणीकरण प्रणाली।

ग्राफीन से लेकर स्मार्ट केमिस्ट्री तक

हाल के वर्षों में, कई नए विचार सामने आए हैं ऊर्जा कुशल समुद्री जल अलवणीकरण. "युवा तकनीशियन" इन तकनीकों के विकास की बारीकी से निगरानी करता है।

हमने अन्य बातों के अलावा, ऑस्टिन विश्वविद्यालय में अमेरिकियों और मारबर्ग विश्वविद्यालय में जर्मनों के विचार के बारे में लिखा, जो एक छोटी सी चिप का उपयोग करने के लिए एक सामग्री से जिसके माध्यम से नगण्य वोल्टेज (0,3 वोल्ट) का विद्युत प्रवाह बहता है। डिवाइस के चैनल के अंदर बहने वाले खारे पानी में, क्लोरीन आयन आंशिक रूप से बेअसर और बनते हैं विद्युत क्षेत्रजैसा कि रासायनिक कोशिकाओं में होता है। इसका असर यह होता है कि नमक एक दिशा में बहता है और ताजा पानी दूसरी दिशा में। आइसोलेशन होता है ताजा पानी.

राहुल नैरी के नेतृत्व में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के ब्रिटिश वैज्ञानिकों ने 2017 में समुद्री जल से नमक को प्रभावी ढंग से हटाने के लिए एक ग्रेफीन आधारित छलनी बनाई।

नेचर नैनोटेक्नोलॉजी जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने तर्क दिया कि इसका उपयोग विलवणीकरण झिल्ली बनाने के लिए किया जा सकता है। ग्राफीन ऑक्साइडहार्ड-टू-फाइंड और महंगे शुद्ध ग्राफीन के बजाय। पारगम्य बनाने के लिए सिंगल लेयर ग्राफीन को छोटे छिद्रों में ड्रिल करने की आवश्यकता होती है। यदि छेद का आकार 1 एनएम से बड़ा है, तो लवण स्वतंत्र रूप से छेद से गुजरेगा, इसलिए ड्रिल किए जाने वाले छेद छोटे होने चाहिए। इसी समय, अध्ययनों से पता चला है कि ग्राफीन ऑक्साइड झिल्ली पानी में डूबे रहने पर मोटाई और सरंध्रता को बढ़ाती है। डॉक्टर टीम। नैरी ने दिखाया कि एपॉक्सी राल की एक अतिरिक्त परत के साथ ग्रैफेन ऑक्साइड के साथ झिल्ली को कोटिंग करने से बाधा की प्रभावशीलता बढ़ जाती है। पानी के अणु झिल्ली से गुजर सकते हैं, लेकिन सोडियम क्लोराइड नहीं।

सऊदी अरब के शोधकर्ताओं के एक समूह ने एक ऐसा उपकरण विकसित किया है जिसके बारे में उनका मानना ​​है कि यह बिजली संयंत्र को पानी के "उपभोक्ता" से "ताजे पानी के उत्पादक" में बदल देगा। वैज्ञानिकों ने कुछ साल पहले नेचर में इसका वर्णन करते हुए एक पेपर प्रकाशित किया था। नई सौर तकनीकजो पानी को विलवणीकृत कर सकता है और एक ही समय में उत्पादन कर सकता है बिजली.

निर्मित प्रोटोटाइप में, वैज्ञानिकों ने पीठ में एक वॉटरमेकर स्थापित किया। सौर बैटरी. सूरज की रोशनी में, सेल बिजली पैदा करता है और गर्मी छोड़ता है। इस गर्मी को वायुमंडल में खोने के बजाय, डिवाइस इस ऊर्जा को एक पौधे को निर्देशित करता है जो गर्मी को विलवणीकरण प्रक्रिया के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करता है।

शोधकर्ताओं ने डिस्टिलर में सीसा, तांबा और मैग्नीशियम जैसी भारी धातु की अशुद्धियों वाले खारे पानी और पानी को पेश किया। डिवाइस ने पानी को भाप में बदल दिया, जो बाद में एक प्लास्टिक झिल्ली से होकर गुजरा जिसने नमक और मलबे को छान लिया। इस प्रक्रिया का परिणाम शुद्ध पेयजल है जो विश्व स्वास्थ्य संगठन के सुरक्षा मानकों को पूरा करता है। वैज्ञानिकों ने कहा कि लगभग एक मीटर चौड़ा प्रोटोटाइप प्रति घंटे 1,7 लीटर स्वच्छ पानी का उत्पादन कर सकता है। इस तरह के उपकरण के लिए आदर्श स्थान शुष्क या अर्ध-शुष्क जलवायु में, जल स्रोत के पास है।

ऑस्टिन स्टेट यूनिवर्सिटी, टेक्सास के एक सामग्री वैज्ञानिक गुइहुआ यू और उनके साथियों ने 2019 में प्रस्तावित किया समुद्री जल हाइड्रोजेल को प्रभावी ढंग से छानना, बहुलक मिश्रणजो एक झरझरा, जल-अवशोषित संरचना बनाते हैं। यू और उनके सहयोगियों ने दो पॉलिमर से एक जेल स्पंज बनाया: एक पॉलीविनाइल अल्कोहल (पीवीए) नामक एक पानी-बाध्यकारी बहुलक है और दूसरा पॉलीपीरोल (पीपीवाई) नामक एक हल्का अवशोषक है। उन्होंने एक तीसरा बहुलक मिश्रित किया जिसे चिटोसन कहा जाता है, जिसमें पानी के लिए भी एक मजबूत आकर्षण होता है। वैज्ञानिकों ने साइंस एडवांस में बताया कि उन्होंने सेल सतह के प्रति वर्ग मीटर 3,6 लीटर प्रति घंटे का शुद्ध जल उत्पादन हासिल किया है, जो अब तक का सबसे अधिक रिकॉर्ड किया गया है और व्यावसायिक संस्करणों में आज के उत्पादन की तुलना में लगभग बारह गुना बेहतर है।

वैज्ञानिकों के उत्साह के बावजूद, यह नहीं सुना जाता है कि नई सामग्रियों का उपयोग करके अलवणीकरण के नए अति-कुशल और किफायती तरीकों को व्यापक व्यावसायिक अनुप्रयोग मिलेगा। ऐसा होने तक, सावधान रहें।