इस अध्ययन में पॉलिमर ओरिगामी तकनीक से निर्मित एक नवीन पोर्टेबल सौर -जल संग्रहण प्रणाली का वर्णन किया गया है, जो बहुत कम लागत पर पानी को एकत्रित और शुद्ध कर सकती है।
जनसंख्या वृद्धि, औद्योगीकरण और पृथ्वी के प्राकृतिक संसाधनों के प्रदूषण और क्षरण के कारण स्वच्छ जल की वैश्विक मांग लगातार बढ़ रही है । सौर -स्टीमिंग एक ऐसी तकनीक है जिसमें सौर ऊर्जा का उपयोग दूषित जल को वाष्पीकृत करके , उसे पुनः संघनित करके और स्वच्छ जल का उत्पादन करके जल को शुद्ध किया जा सकता है । यह तकनीक एक स्वच्छ, नवीकरणीय और टिकाऊ हरित प्रौद्योगिकी है जिसमें सौर ऊर्जा की प्रचुरता का उपयोग करके स्वच्छ जल की वैश्विक कमी को दूर करने की क्षमता है । सौर -स्टीमिंग प्रणाली की क्षमता और दक्षता उसके डिजाइन और फोटोथर्मल सामग्रियों के चयन पर निर्भर करती है। वर्तमान सौर -स्टीमिंग प्रौद्योगिकियों में महंगी, भारी सामग्री का उपयोग होता है और इनकी दक्षता कम तथा उत्पादन सीमित होता है। प्रदर्शन को बेहतर बनाना और लागत को कम करना एक ऐसी हल्की और पोर्टेबल सौर -स्टीमिंग प्रणाली को डिजाइन करने के लिए एक चुनौती बनी हुई है जिसका उपयोग व्यक्ति सीधे कर सकें।
एडवांस्ड मैटेरियल्स पत्रिका में 28 मई को प्रकाशित एक नए अध्ययन में शोधकर्ताओं ने सौर ऊर्जा से जल संग्रहण और शुद्धिकरण के लिए एक नवीन विधि का वर्णन किया है । उन्होंने एक कम लागत वाली, पोर्टेबल, कम दबाव नियंत्रित सौर ऊर्जा संग्रहण प्रणाली तैयार की है जो सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा का उपयोग करके जल संग्रहण और शुद्धिकरण कर सकती है। उन्होंने पॉलीपाइरोल (PPy) नामक एक प्रकाश-तापीय बहुलक पदार्थ का चयन किया है, जो प्रकृति में सुचालक है, अपने प्रकाश-तापीय गुणों के लिए प्रसिद्ध है और सौर प्रकाश को ऊष्मीय ऊष्मा में परिवर्तित करने में उच्च दक्षता प्रदर्शित करता है। गुलाब के फूल से प्रेरित, इस सौर ऊर्जा संग्रहण प्रणाली का अनूठा डिज़ाइन 3D ओरिगामी PPy-कागज कंपोजिट से बना है। पंखुड़ियों के आकार की परतदार काली चादरों से बना एक 'PPy गुलाब' ओरिगामी फोल्डिंग और PPy के रासायनिक बहुलकीकरण द्वारा बनाया गया था। यह ओरिगामी संरचना एक तने जैसी कपास-युक्त ट्यूब से जुड़ी है जो जल स्रोत से कच्चा/अपरिष्कृत जल एकत्र करती है और इसे ऊपर स्थित PPy गुलाब संरचना में पहुंचाती है। PPy पदार्थ और पानी के बीच सीधे संपर्क को रोकने के लिए कपास-युक्त ट्यूब और पॉलीस्टाइन फोम का उपयोग किया गया था।
जब बिना उपचारित पानी पंखुड़ियों तक पहुँचता है, तो फूल की संरचना में मौजूद PPy पदार्थ पानी को भाप में बदल देता है और अशुद्धियाँ प्राकृतिक रूप से पानी से अलग हो जाती हैं। इसके बाद, जल वाष्प को संघनित करना आवश्यक होता है और फिर उपयोग के लिए स्वच्छ पानी एकत्र करना पड़ता है। शोधकर्ताओं ने एक पोर्टेबल वैक्यूम पंप का उपयोग करके कम दबाव की स्थिति का प्रयोग किया। इससे जल वाष्पीकरण और जल संग्रहण दोनों की दर में उल्लेखनीय वृद्धि देखी गई। पानी के संघनित होने के बाद, कॉम्पैक्ट और मजबूत संग्रहण कांच का जार स्वच्छ पानी को सुरक्षित रूप से संग्रहित करता है।
पारंपरिक 2D समतल डिज़ाइन की तुलना में 3D ओरिगामी ने प्रकाश का काफी अधिक अवशोषण किया और जल वाष्पीकरण के लिए सतह क्षेत्र को बढ़ाया। चैम्बर के दबाव में कमी के कारण जल वाष्पीकरण और संग्रहण दर में 52 प्रतिशत की वृद्धि हुई। PPy ओरिगामी ने जल वाष्पीकरण में 71 प्रतिशत की वृद्धि की और भाप संग्रहण दर भी अधिक देखी गई। एक प्रकाश स्रोत के तहत सिस्टम की समग्र दक्षता में 91.5 प्रतिशत की वृद्धि हुई। सिस्टम का परीक्षण अमेरिका के टेक्सास में कोलोराडो नदी से लिए गए एक नमूने पर किया गया। सिस्टम ने भारी धातुओं, बैक्टीरिया, नमक के रूप में पानी के संदूषण को दूर किया और क्षारीयता को कम करके विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) द्वारा निर्धारित पेयजल मानकों के अनुरूप स्वच्छ जल का उत्पादन 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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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
