સલામત પીવાના પાણીનો પડકાર: એક નવલકથા સૌર ઉર્જાથી ચાલતી ઘર-આધારિત, ઓછી કિંમતની જળ શુદ્ધિકરણ સિસ્ટમ

અભ્યાસ નવલકથા પોર્ટેબલનું વર્ણન કરે છે સૌર-પોલીમર ઓરિગામિ સાથે સ્ટીમિંગ કલેક્શન સિસ્ટમ જે એકત્રિત અને શુદ્ધ કરી શકે છે પાણી ખૂબ જ ઓછા ખર્ચે

સ્વચ્છતા માટેની વૈશ્વિક માંગ વધી રહી છે પાણી વસ્તી વૃદ્ધિ, ઔદ્યોગિકીકરણ અને દૂષણ અને અવક્ષયને કારણે આપણી ગ્રહની કુદરતી સંસાધનો. સૂર્ય- બાફવું એ એક તકનીક છે જેમાં સૌર ઊર્જા શુદ્ધિકરણ માટે વાપરી શકાય છે પાણી દૂષિત બાષ્પીભવન દ્વારા પાણી, તે ફરીથી ઘનીકરણ અને તાજા સ્વચ્છ ઉત્પાદન પાણી. આ ટેકનીક સ્વચ્છ, નવીનીકરણીય અને ટકાઉ ગ્રીન ટેકનોલોજી છે જે વિપુલતાનો ઉપયોગ કરીને સ્વચ્છ પાણીની વૈશ્વિક અછતને દૂર કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સૌર ઊર્જા a ની તાકાત અને કાર્યક્ષમતા સૌર- સ્ટીમિંગ સિસ્ટમ તેની ડિઝાઇન અને ફોટોથર્મલ સામગ્રીની પસંદગી પર આધારિત છે. વર્તમાન સૌર-સ્ટીમિંગ ટેક્નોલોજીઓ ખર્ચાળ, ભારે સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે અને ઓછી કાર્યક્ષમતા અને મર્યાદિત આઉટપુટ ધરાવે છે. હળવા વજન અને પોર્ટેબલ ડિઝાઇન કરવા માટે પ્રદર્શન અને ઓછા ખર્ચમાં વધારો કરવો એ એક પડકાર છે સૌર- સ્ટીમિંગ સિસ્ટમ જેનો સીધો ઉપયોગ વ્યક્તિઓ દ્વારા કરી શકાય છે.

28 મેના રોજ પ્રકાશિત થયેલા નવા અભ્યાસમાં અદ્યતન સામગ્રી સંશોધકો એક નવી પદ્ધતિનું વર્ણન કરે છે સૌર ઓછા ખર્ચે પોર્ટેબલ લો-પ્રેશર નિયંત્રિત ડિઝાઇન કરીને સ્ટીમિંગ સૌર સ્ટીમિંગ કલેક્શન સિસ્ટમ જે એકત્રિત અને શુદ્ધ કરી શકે છે પાણી સૂર્યપ્રકાશમાંથી ઊર્જાનો ઉપયોગ. તેઓએ પોલીપાયરોલ (PPy) નામની ફોટોથર્મલ પોલિમર સામગ્રી પસંદ કરી જે પ્રકૃતિમાં વાહક છે, તેના ફોટોથર્મલ ગુણધર્મો માટે જાણીતી છે અને સૌર પ્રકાશને થર્મલ ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે. ફૂલ ગુલાબમાંથી પ્રેરિત, આ સૌર સ્ટીમિંગ સિસ્ટમની અનન્ય ડિઝાઇન 3D ઓરિગામિ PPy-પેપર કમ્પોઝીટથી બનેલી છે. એક 'PPy ગુલાબ' જે પાંખડીઓના આકારની સ્તરવાળી કાળી ચાદરથી બનેલું છે, જે ઓરિગામિ ફોલ્ડિંગ અને PPy ના રાસાયણિક પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. આ ઓરિગામિ સ્ટ્રક્ચર સ્ટેમ જેવી કોટન ઇન્ફ્યુઝ્ડ ટ્યુબ સાથે જોડાયેલ છે જે પાણીના સ્ત્રોતમાંથી કાચા/અપ્રક્રિયા ન કરેલા પાણીને એકત્ર કરે છે અને તેને ટોચ પર મૂકવામાં આવેલા PPy રોઝ સ્ટ્રક્ચરમાં ખવડાવે છે. PPy સામગ્રી અને જથ્થાબંધ પાણી વચ્ચેના સીધા સંપર્કને રોકવા માટે કપાસની ઇન્ફ્યુઝ્ડ ટ્યુબ અને પોલિસ્ટરીન ફોમનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.

એકવાર સારવાર ન થાય પાણી પાંખડીઓ સુધી પહોંચે છે, ફૂલની રચનામાં PPy સામગ્રી વળે છે પાણી વરાળમાં અને અશુદ્ધિઓ કુદરતી રીતે પાણીથી અલગ પડે છે. ત્યારબાદ, પાણીની વરાળને ઘટ્ટ કરવાની જરૂર છે અને પછી સ્વચ્છ પાણીને ઉપયોગ માટે એકત્રિત કરવાની જરૂર છે. સંશોધકોએ પોર્ટેબલ વેક્યુમ પંપનો ઉપયોગ કરીને ઓછા દબાણની સ્થિતિનો ઉપયોગ કર્યો હતો. આનાથી પાણીના બાષ્પીભવન અને પાણીના સંગ્રહ બંનેના દરમાં નોંધપાત્ર વધારો જોવા મળ્યો હતો. એકવાર પાણી ઘટ્ટ થઈ જાય પછી, કોમ્પેક્ટ અને મજબૂત એકત્ર કરતી કાચની બરણી સ્વચ્છ પાણીને સુરક્ષિત રીતે સંગ્રહિત કરે છે.

3D ઓરિગામિસ પ્રકાશનું નોંધપાત્ર રીતે વધુ શોષણ અને ઉન્નત સપાટી વિસ્તારો પ્રદાન કરે છે પાણી પરંપરાગત 2D પ્લાનર ડિઝાઇનની તુલનામાં બાષ્પીભવન. ચેમ્બરના દબાણમાં ઘટાડો થવાને કારણે પાણીના બાષ્પીભવન અને સંગ્રહ દરમાં 52 ટકાનો વધારો થયો છે. PPy ઓરિગામિએ પાણીના બાષ્પીભવનમાં 71 ટકા સુધારો કર્યો અને વરાળ સંગ્રહના ઊંચા દરો પણ જોવા મળ્યા. એક પ્રકાશ સ્ત્રોત હેઠળ સિસ્ટમની એકંદર કાર્યક્ષમતામાં 91.5 ટકાનો વધારો થયો છે. યુએસએના ટેક્સાસમાં કોલોરાડો નદીના નમૂના પર સિસ્ટમનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. સિસ્ટમે ભારે ધાતુઓ, બેક્ટેરિયા, મીઠાના રૂપમાં પાણીનું દૂષણ દૂર કર્યું અને ડબ્લ્યુએચઓ દ્વારા નિર્ધારિત કરેલા પીવાના ધોરણોનું શુદ્ધ પાણી ઉત્પન્ન કરીને ક્ષારત્વ દૂર કર્યું.

વર્તમાન અભ્યાસ 3D ઓરિગામિ ફોટોથર્મલ સામગ્રી સાથે પોર્ટેબલ ઓછી કિંમતની સોલર-સ્ટીમિંગ કલેક્શન સિસ્ટમની નવલકથા તર્કસંગત ડિઝાઇનનું વર્ણન કરે છે જે પાણીના બાષ્પીભવન અને વરાળ સંગ્રહના સુધારેલા દરો પ્રદાન કરે છે. દરેક ફૂલ જેવી રચનાની કિંમત 2 સેન્ટથી ઓછી છે અને તે પ્રતિ કલાક ચોરસ મીટર દીઠ 2 લિટર સ્વચ્છ પાણી સફળતાપૂર્વક ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આ ડિઝાઈન સ્વચ્છ પાણીના ઉત્પાદન માટે સોલાર-સ્ટીમિંગના અનન્ય મૉડલ બનાવવા માટે પ્રેરણા બની શકે છે.

***

{તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને મૂળ સંશોધન પેપર વાંચી શકો છો}

સ્રોત (ઓ)

લી, ડબલ્યુ. એટ અલ. 2019. પોલીપાયરોલ ઓરિગામિસ સાથે પોર્ટેબલ લો-પ્રેશર સોલર સ્ટીમિંગ-કલેક્શન યુનિસિસ્ટમ. અદ્યતન સામગ્રી. http://doi.org/10.1002/adma.201900720