समुद्री जल के विलवणीकरण के लिए शोधकर्ताओं ने नई विधि ईजाद की

नई दिल्ली, 08 फरवरी (इंडिया साइंस वायर): भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान के शोधकर्ता गांधीनगर (IITGN) ने एक लागत प्रभावी जल विलवणीकरण तकनीक विकसित की है जो समुद्री जल बनाने के लिए 99% से अधिक नमक आयनों और अन्य अशुद्धियों को सफलतापूर्वक हटा दें पीने योग्य विधि लागत प्रभावी और पर्यावरण के अनुकूल है। तकनीक सकता है संरचनात्मक को नुकसान पहुँचाए बिना जलीय घोल के अंदर ग्रेफाइट को नियंत्रित रूप से हेरफेर करें ग्रेफाइट की अखंडता।

निष्कर्ष हाल ही में नेचर कम्युनिकेशंस में रिपोर्ट किए गए थे, एक अंतरराष्ट्रीय उच्च प्रभाव पत्रिका विश्व स्वास्थ्य संगठन (डब्ल्यूएचओ) की एक रिपोर्ट के अनुसार, लगभग एक-पांचवां विश्व की जनसंख्या स्वच्छ पेयजल से रहित क्षेत्रों में रहती है। में निरंतर वृद्धि जनसंख्या और भारी ऊर्जा मांगों ने पारंपरिक स्वच्छ पर अत्यधिक दबाव डाला है जल संसाधन। दूसरी ओर, व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) तकनीक अलवणीकरण महंगा है, अधिक पानी बर्बाद करता है,

और अत्यधिक ऊर्जा-गहन है, जो आमतौर पर 60-80 बार के हाइड्रोस्टेटिक दबाव की आवश्यकता होती है। पीने योग्य पानी की बढ़ती मांग के साथ और लगातार सिकुड़ते मीठे पानी के संसाधन, अधिक देशों को विलवणीकरण की ओर रुख करना होगा समुद्री जल जरूरतों को पूरा करने के लिए। एक रास्ता खोजने के लिए प्रेरित, प्रोफेसर गोपीनाधन कलों, सहायक प्रोफेसर के नेतृत्व में एक शोध दल, भौतिकी और सामग्री इंजीनियरिंग, IITGN ने में नियंत्रणीय जल परिवहन चैनल बनाए ग्रेफाइट क्रिस्टल एक विद्युत क्षेत्र और पोटेशियम क्लोराइड (KCl) आयनों की मदद से, जो केवल ताजे पानी को क्रिस्टल के माध्यम से जाने की अनुमति दी और सभी नमक आयनों को अवरुद्ध कर दिया।

अनुसंधान टीम में IITGN पीएचडी विद्वान ललिता सैनी, अपर्णा राठी, सुविज्ञ कौशिक और एक शामिल हैं पोस्टडॉक्टोरल फेलो शिव शंकर नेमाला। शोध पेड़ों के पानी के प्राकृतिक सेवन से प्रेरित है जो केशिका का उपयोग करता है प्रभाव। अणुओं और आयनों का चयनात्मक परिवहन आमतौर पर जैविक प्रणालियों में देखा जाता है। इन जैविक चैनलों की नकल करने से अत्यधिक कुशल निस्पंदन सिस्टम बन सकते हैं। अनुसंधान दल ने तकनीक में केशिका प्रक्रिया का उपयोग किया, जिसमें ऊर्जा खर्च नहीं होती है, और वास्तव में, पानी का वाष्पीकरण बिना किसी बाहरी दबाव के अनायास ही हो गया।

वाष्पीकरण दर ने केशिका से उत्पन्न होने वाले 50-70 बार के पीछे की गणना की गई दबाव प्रदान किया और नैनोस्केल चैनलों के अंदर मौजूद अन्य बल। अध्ययन की पहली लेखिका, सुश्री ललिता सैनी ने कहा, “प्राकृतिक ग्रेफाइट पानी को अवशोषित नहीं करता है। या प्रोटॉन सहित कोई आयन। हालाँकि, इसकी प्रकृति से, ग्रेफाइट क्रिस्टल भी अनुमति नहीं देता है पानी के किसी भी अणु को इसमें से गुजरने के लिए क्योंकि वहां की आवाजाही के लिए पर्याप्त जगह नहीं है
इन अणुओं।

विद्युत क्षेत्र का उपयोग करके और पोटेशियम डालने से इस समस्या को हल किया गया था इसमें क्लोराइड (KCl) आयन होते हैं, जो ग्रेफाइट क्रिस्टल के अंदर कुछ जगह बनाते हैं और एक स्थिर प्रदान करते हैं पानी के अणुओं के आसान मार्ग के लिए संरचना, साथ ही साथ की गति में बाधा कोई नमक आयन, पीने योग्य पानी दे।” शोधकर्ताओं ने पाया कि यह तकनीक आत्मनिर्भर है और अधिक को सफलतापूर्वक हटा सकती है 99% से अधिक नमक आयन और समुद्री जल से अन्य अशुद्धियाँ, जो इसे पीने के लिए पूरी तरह से सुरक्षित बनाती हैं।

इसके अलावा, ग्रेफाइट जैसी कार्बन सामग्री रोगाणुरोधी होती है, जिससे फिल्टर की संख्या कम हो जाती है अलवणीकरण के लिए आवश्यक। कार्बन प्रकृति में प्रचुर मात्रा में है, और भारत दुनिया का दूसरा सबसे बड़ा ग्रेफाइट उत्पादक है। वर्तमान प्रयोग में प्राकृतिक ग्रेफाइट का उपयोग किया गया है। हालाँकि, टीम भी तैयार कर रही है a विधि जिसमें प्राकृतिक ग्रेफाइट की आवश्यकता नहीं होती है; इसके बजाय, वे ग्राफीन (एक-इकाई .) को संश्लेषित कर सकते हैं अपशिष्ट, प्लास्टिक, गेहूं, चीनी, चॉकलेट आदि से ग्रेफाइट की परत) और इसे बनाने के लिए इकट्ठा करें ग्रेफाइट जैसी संरचना।

अनुसंधान दल द्वारा बनाए गए वर्तमान 2×2 मिमी आकार के उपकरण में आरओ . के बराबर प्रवाह दर है बिजली का उपयोग किए बिना प्रौद्योगिकी। चूंकि इसमें कम प्रक्रिया फिल्टर शामिल हैं, पानी की बर्बादी काफी कम होने की उम्मीद है। इसमें प्रयुक्त जल वाष्पीकरण और जल निस्पंदन प्रक्रियाएं तकनीक में कोई बिजली शामिल नहीं है, और इसलिए यह कोई गैस उत्सर्जन नहीं करती है, इसे पर्यावरण के अनुकूल बनाना। टीम अब एक डायरेक्ट-ऑफ-यूज़ वॉटर फ़िल्टर विकसित कर रही है इस तकनीक का उपयोग करके इसे जनता के लिए सुलभ बनाने के लिए।

प्रो गोपीनाधन कलों ने कहा, “यह विधि केवल ग्रेफाइट तक ही सीमित नहीं है, बल्कि बड़े पैमाने पर भी है स्तरित सामग्रियों की संख्या, जैसे कि क्ले, जिन्हें उच्च प्रदर्शन पृथक्करण के लिए खोजा जा सकता है अनुप्रयोग। प्रचुर मात्रा में समुद्री जल और उपयुक्त संयंत्र डिजाइन अनुकूलन के साथ, हमारी विधि ग्रह पर सभी के लिए पेयजल उपलब्ध कराने में एक उज्ज्वल भविष्य रखता है।”

इसके अलावा, यह तकनीक गैस शुद्धिकरण, प्रोटॉन के लिए फिल्टर डिजाइन करने में भी मददगार साबित हो सकती है एक ईंधन सेल में विनिमय, रासायनिक पृथक्करण, कचरे से कीमती धातु की वसूली, आदि। यह कर सकता है निरार्द्रीकरण अनुप्रयोगों के लिए भी उपयुक्त हो क्योंकि विस्तारित ग्रेफाइट में उच्च पानी होता है वाष्पीकरण दर।

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