टेक्नोवन

सूर्यप्रकाशाच्या साह्याने पाण्याचे शुद्धीकरण करण्याची परंपरा प्राचीन काळापासून आहे. अगदी दोन हजार वर्षी ग्रीक अॅरिस्टॉटलने नोंदवलेल्या अशा प्रक्रियांचाही समावेश आहे. अशा प्राचीन प्रक्रिया आजच्या आधुनिक काळामध्ये पाण्याच्या शुद्धीकरणासाठी कितपत उपयुक्त ठरतील, असा एक प्रश्न सातत्याने विचारला जातो. मात्र बफेलो येथील विद्यापीठाने अॅरिस्टॉटलच्या तंत्रावर आधारीत आधुनिक जलशुद्धीकरण प्रारुप तयार केले आहे.

प्राचीन तंत्रज्ञानामध्ये आधुनिकता ः
या यंत्रामध्ये सूर्यप्रकाशातील उष्णतेमुळे पाण्याचे बाष्पीभवन होते. बाष्प होताना पाण्यातील क्षार, जिवाणू आणि धुळीचे कण खाली पाण्यातच राहतात. पुढे वाफेला थंड हवा लागल्यानंतर ती पुन्हा द्रवरुपामध्ये येते. ते अन्य स्वच्छ भांड्यामध्ये गोळा केले जाते. सध्या उपलब्ध असलेल्या प्रारुपांमध्ये कार्यक्षमता मिळत नाही. ती मिळवण्यासाठी खास संशोधन करण्यात आले. सोप्या बदलातून ते साध्यही झाले.

असे आहे तंत्र

• उलट्या व्ही आकारासारखे किंवा पक्ष्यांच्या घरट्याच्या छताप्रमाणे कागदाला घडी घातली जाते. हा कागद कार्बनमध्ये बुडवलेला असतो. त्याच्या खालील बाजू एखाद्या नॅपकीनप्रमाण सतत पाणी शोषत राहते. त्याच वेळी वरील काळी बाजू सू्र्याची अधिक उष्णता ग्रहण करते. या कागदामध्ये एकाच वेळी सूर्यप्रकाशातील उष्णता ग्रहण करण्याची क्षमता असते, तर दुसऱ्या बाजूला पाण्याचे शोषून धरण्याची क्षमताही असते. त्यामुळे पाण्याचे वेगाने बाष्पीभवन होते. बाष्पाला थंड करून पुन्हा त्यापासून अत्यंत शुद्ध असे पाणी मिळवता येते. ही कार्यक्षमता अत्याधुनिक तंत्राइतकीच मिळत असल्याचे संशोधकांचा दावा आहे. परिणामी पाण्याच्या बाष्पीभवनाचा दर वाढतो.
• सपाट पृष्ठभागावरील पडलेला सरळ सूर्यप्रकाश अधिक उष्णता देतो. त्यामुळे वास्तविक नव्या तंत्रातील कोनाकृती आकारामुळे प्रकाशाची ग्रहणशक्ती कमी होण्याचा धोका होता. मात्र काळ्या रंगाने वातावरणातून उष्णता शोषण्याची प्रक्रिया सुरू राहते.
• प्रति वर्गमीटर क्षेत्रफळावर पडलेल्या सूर्यप्रकाशामुळे सैद्धांतिक पातळीवर जास्तीत जास्त १.६८ लिटर पाणी प्रति तास बाष्पीभवन होऊ शकते. नव्या तंत्रामुळे प्रति वर्गमीटर तेच प्रमाण २.२ लिटर प्रति तास इतके राहत असल्याचे प्रयोगशाळेतील चाचणीमध्ये दिसून आले.
• या संशोधनाविषयी माहिती देताना बफेलो विद्यापीठातील विद्युत अभियांत्रिकीचे सहायक प्रा. क्विओकियांग गॅन यांनी सांगितले, की नैसर्गिक सूर्यप्रकाशापासून सैद्धांतिक गणितानुसार मिळवलेल्या वेगापेक्षाही अधिक दराने पिण्याचे पाणी तयार करण्याची या तंत्राची क्षमता आहे. पाण्याच्या बाष्पीभवनासाठी सामान्यतः ज्या वेळी सूर्यप्रकाशाचा वापर केला जातो, त्यावेळी त्यातील उष्णता ऊर्जेचा काही प्रमाणात ऱ्हास होतो. परिणामी त्याची कार्यक्षमता १०० टक्क्यांपेक्षा नेहमी कमी राहते. नव्या पद्धतीमध्ये उष्णतेचा ऱ्हास होण्याची शक्यताच कमी झाली आहे.
• ऊर्जेचे स्रोत कमी असलेल्या दुर्गम ग्रामीण किंवा आपत्तीमध्ये असलेल्या भागामध्ये हे कमी खर्चाचे तंत्रज्ञान उपयुक्त ठरणार आहे. हे संशोधन दी जर्नल अॅडव्हान्सड सायन्समध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.

अधिक कार्यक्षमतेसाठी प्रयत्न ः
क्विओकियांग गॅन यांनी दिलेल्या माहितीनुसार, जगभरामध्ये सूर्यापासून अधिक शक्ती मिळवण्यासाठी अत्याधुनिक धातू किंवा मूलद्रव्यांच्या निर्मितीवर प्राधान्याने धातू, प्लाझ्मा (मूलद्रव्याची चौथी अवस्था), कार्बन आधारीत नॅनो घटक यावर लक्ष दिले जात आहे. मात्र, ही सारी तंत्रे अत्यंत खर्चिक ठरणारी आहेत. सध्या अत्यंत कमी खर्चामध्ये आणि तरीही कार्यक्षम अशा तंत्राच्या निर्मितीवर आम्ही लक्ष केंद्रित करत आहोत. सध्याच्या संशोधनातून सौर उष्णता ऊर्जेवर बाष्पीभवनाच्या प्रक्रियेची कार्यक्षमता १०० टक्क्यांपर्यंत मिळवता येईल. त्याच प्रमाणे निहित तापमानापेक्षा कमी तापमानावरच वाफेची निर्मिती तंत्र विकसित करण्याचा मानस आहे. या दोहोतून सध्याच्या बाष्पकांच्या ऊर्जेमध्ये बचत करणे शक्य होईल.

स्टार्ट अप ः
चीन येथील फुदान विद्यापीठ आणि विस्कॉन्सिन-मॅडीसन विद्यापीठाला या प्रकल्पासाठी राष्ट्रीय शास्त्र फाउंडेशनतर्फे आर्थिक साह्य करण्यात आले आहे. या संशोधनाचे प्रथम लेखक असलेले पीएचडीचे विद्यार्थी हाओमीन सॉंग आणि योहुई ली यांनी सहकाऱ्यांसह नवीन स्टार्ट अप व्यवसाय (सनी क्लिन वॉटर) सुरू केला आहे. त्या अंतर्गत सूर्यप्रकाशाधारीत जलशुद्धीकरण यंत्राची निर्मिती करण्यात येणार आहे. त्याचे प्रोटोटाइप तयार करण्यात आले. त्यात एका लहान फ्रिजइतक्या आकाराच्या यंत्रापासून प्रति दिवस १० ते २० लिटर शुद्ध पाणी मिळवता येईल.