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सुरक्षित पेयजल की चुनौती: सौर ऊर्जा से संचालित एक नया घर-आधारित, कम लागत वाली जल शोधन प्रणाली

अध्ययन एक उपन्यास पोर्टेबल का वर्णन करता है सौर-पॉलीमर ओरिगेमी के साथ स्टीमिंग संग्रह प्रणाली जो एकत्र और शुद्ध कर सकती है पानी बहुत कम कीमत पर

स्वच्छ की वैश्विक मांग बढ़ रही है पानी जनसंख्या वृद्धि, औद्योगीकरण और प्रदूषण तथा हमारी कमी के कारण ग्रह के प्राकृतिक संसाधन। सौर-स्टीमिंग एक ऐसी तकनीक है जिसमें सौर ऊर्जा शुद्ध करने के लिए उपयोग किया जा सकता है पानी दूषित वाष्पीकरण द्वारा पानी, इसे फिर से संघनित करना और ताजा साफ उत्पादन करना पानी. यह तकनीक एक स्वच्छ, नवीकरणीय और टिकाऊ हरित तकनीक है जिसमें प्रचुर मात्रा में पानी का उपयोग करके स्वच्छ पानी की वैश्विक कमी को दूर करने की क्षमता है। सौर ऊर्जा। ए की ताकत और दक्षता सौर-स्टीमिंग सिस्टम इसके डिजाइन और फोटोथर्मल सामग्री की पसंद पर निर्भर करता है। मौजूदा सौर-स्टीमिंग प्रौद्योगिकियां महंगी, भारी सामग्रियों का उपयोग करती हैं और इनमें कम दक्षता और सीमित आउटपुट होता है। हल्के वजन और पोर्टेबल डिजाइन के लिए प्रदर्शन को बढ़ाना और लागत कम करना एक चुनौती बनी हुई है सौर-स्टीमिंग प्रणाली जिसका उपयोग सीधे व्यक्तियों द्वारा किया जा सकता है।

28 मई को प्रकाशित एक नए अध्ययन में उन्नत सामग्री शोधकर्ताओं ने इसके लिए एक नवीन विधि का वर्णन किया है सौर कम लागत वाले पोर्टेबल निम्न दबाव नियंत्रित डिज़ाइन द्वारा स्टीमिंग सौर स्टीमिंग संग्रह प्रणाली जो एकत्र और शुद्ध कर सकती है पानी सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा का उपयोग करना। उन्होंने पॉलीपाइरोले (पीपीआई) नामक एक फोटोथर्मल पॉलिमर सामग्री को चुना जो प्रकृति में प्रवाहकीय है, अपने फोटोथर्मल गुणों के लिए प्रसिद्ध है और सौर प्रकाश को थर्मल ताप में परिवर्तित करने में उच्च दक्षता प्रदर्शित करता है। फूल गुलाब से प्रेरित, इस सौर स्टीमिंग सिस्टम का अनूठा डिजाइन 3डी ओरिगामी पीपाइ-पेपर कंपोजिट से बना है। एक 'पीपीई गुलाब' जो पंखुड़ियों के आकार की परतदार काली चादरों से बना है, ओरिगेमी फोल्डिंग और पीपीआई के रासायनिक पोलीमराइजेशन के माध्यम से बनाया गया था। यह ओरिगेमी संरचना एक तने जैसी कपास से जुड़ी ट्यूब से जुड़ी होती है जो जल स्रोत से कच्चा/अनुपचारित पानी एकत्र करती है और इसे शीर्ष पर रखी पीपीई गुलाब संरचना को खिलाती है। पीपीआई सामग्री और थोक पानी के बीच सीधे संपर्क को रोकने के लिए कॉटन इन्फ्यूज्ड ट्यूब और पॉलीस्टीरिन फोम का उपयोग किया गया था।

एक बार इलाज नहीं किया गया पानी पंखुड़ियों तक पहुँचते ही पीपीई पदार्थ फूल की संरचना में बदल जाता है पानी भाप में बदल जाता है और अशुद्धियाँ स्वाभाविक रूप से पानी से अलग हो जाती हैं। इसके बाद, जलवाष्प को संघनित करने की आवश्यकता होती है और फिर उपयोग के लिए साफ पानी एकत्र करने की आवश्यकता होती है। शोधकर्ताओं ने एक पोर्टेबल वैक्यूम पंप का उपयोग करके कम दबाव की स्थिति का उपयोग किया। ऐसा देखा गया कि इससे जल वाष्पीकरण और जल संग्रहण दोनों की दरों में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। एक बार जब पानी संघनित हो जाता है, तो कॉम्पैक्ट और मजबूत एकत्रित ग्लास जार साफ पानी को सुरक्षित रूप से संग्रहीत करता है।

3डी ओरिगेमिस ने प्रकाश का उल्लेखनीय रूप से उच्च अवशोषण प्रदान किया और सतह क्षेत्र को बढ़ाया पानी पारंपरिक 2डी समतलीय डिज़ाइन की तुलना में वाष्पीकरण। चैम्बर दबाव कम होने के कारण जल वाष्पीकरण और संग्रहण दर 52 प्रतिशत बढ़ जाती है। पीपीआई ओरिगेमी ने पानी के वाष्पीकरण में 71 प्रतिशत सुधार किया और उच्च भाप संग्रह दर भी देखी गई। एक प्रकाश स्रोत के तहत प्रणाली की समग्र दक्षता 91.5 प्रतिशत बढ़ गई। इस प्रणाली का परीक्षण अमेरिका के टेक्सास में कोलोराडो नदी के एक नमूने पर किया गया था। इस प्रणाली ने भारी धातुओं, बैक्टीरिया, नमक के रूप में पानी के प्रदूषण को दूर किया और डब्ल्यूएचओ द्वारा निर्धारित पीने के मानकों के अनुसार स्वच्छ पानी का उत्पादन करते हुए क्षारीयता को कम किया।

वर्तमान अध्ययन में 3डी ओरिगेमी फोटोथर्मल सामग्री के साथ एक पोर्टेबल कम लागत वाली सौर-भाप संग्रह प्रणाली के एक उपन्यास तर्कसंगत डिजाइन का वर्णन किया गया है जो पानी के वाष्पीकरण और भाप संग्रह की बेहतर दरों की पेशकश करता है। प्रत्येक फूल जैसी संरचना की लागत 2 सेंट से कम है और यह प्रति वर्ग मीटर प्रति घंटे 2 लीटर स्वच्छ पानी का सफलतापूर्वक उत्पादन कर सकती है। यह डिजाइन स्वच्छ जल उत्पादन के लिए सौर-भाप के अनूठे मॉडल बनाने के लिए एक प्रेरणा हो सकती है।

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{आप उद्धृत स्रोतों की सूची में नीचे दिए गए डीओआई लिंक पर क्लिक करके मूल शोध पत्र पढ़ सकते हैं}

स्रोत (रों)

ली, डब्ल्यू एट अल। 2019 पोर्टेबल लो-प्रेशर सोलर स्टीमिंग, पॉलीपायरोल ओरिगेमिस के साथ कलेक्शन यूनिसिस्टम। उन्नत सामग्री। http://doi.org/10.1002/adma.201900720

एससीआईईयू टीम
एससीआईईयू टीमhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
वैज्ञानिक यूरोपीय® | SCIEU.com | विज्ञान में महत्वपूर्ण प्रगति। मानव जाति पर प्रभाव। प्रेरक मन।

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