खाऱ्या पाण्याचे गोड्या पाण्यात रूपांतरणासाठी कार्यक्षम यंत्र विकसित

एमआयटी संस्थेच्या इमारतीवरील प्रारूप यंत्र.
एमआयटी संस्थेच्या इमारतीवरील प्रारूप यंत्र.

खाऱ्या पाण्याचे रूपांतर गोड्या पाण्यामध्ये करणारी सौर ऊर्जा चलित यंत्रणा अमेरिकेतील मॅसेच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथील संशोधकांनी विकसित केली आहे. ही यंत्रणा प्रति वर्गमीटर सौर ऊर्जा ग्रहणामध्ये प्रति तासाला १.५ गॅलन (५.७८ लिटर) पेक्षा अधिक पिण्यायोग्य पाणी तयार करते. सागरी किनाऱ्याच्या परिसरातील गोड्या पाण्याची कमतरता असलेल्या भागांसाठी ही यंत्रणा स्वस्त आणि कार्यक्षम ठरणार आहे. हे संशोधन ‘जर्नल एनर्जी ॲण्ड एन्व्हायर्न्मेंटल सायन्स’मध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे. अमेरिकेतील मॅसेच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी आणि चीन येथील शांघाय जियावो तोंग विद्यापीठ येथील आचार्य पदवीचे विद्यार्थी लिनॅन झांग, लिन झाओ, पोस्टडॉ झेनयुवान क्षू यांच्यासह प्रो. इव्हलिन वांग आणि आठ सहकाऱ्यांनी खाऱ्या पाण्याच्या गोड्या पाण्यामध्ये रूपांतरणासाठी यंत्र विकसित केले आहे. अशी आहे ही यंत्रणा या यंत्रणेमध्ये चपट्या व अनेक थरांमध्ये असलेल्या सपाट सौर बाष्पके आणि वाफेचे पाण्यामध्ये रूपांतर करणारे कंडेन्सर्स यांचा वापर एका उभ्या प्रतलामध्ये केलेला आहे. वरील भागामध्ये पारदर्शक एअरोजेलचे उष्णतारोधक आवरण लावण्यात आले आहे. यामध्ये प्रत्येक टप्प्यामध्ये आधीच्या टप्प्यातून शिल्लक राहिलेली उष्णता ऊर्जा पुढील थरांमध्ये वापरली जात असल्याने ऊर्जा वाया जात नाही. संशोधकांनी तयार केलेल्या प्रात्यक्षिक यंत्रामध्ये सूर्य प्रकाशातील ऊर्जेचा पूर्ण वापर पाण्याची वाफ करण्यासाठी होतो. या यंत्राची कार्यक्षमता ३८५ टक्के ऊर्जा रुपांतरणाची असल्याचे आढळले आहे. बाष्पापासून पाणी तयार होतेवेळी बाष्पातील उष्णता उत्सर्जित होते. एकापेक्षा अधिक टप्प्याच्या या यंत्रामध्ये पुढील टप्प्यामध्ये या उष्णतेचा वापर केला जातो. एमआयटीच्या इमारतीवरील प्रारूप यंत्रामध्ये अशा प्रकारचे दहा टप्पे आहेत. या यंत्रातून तयार झालेले पाणी शहराच्या पिण्याच्या पाण्यापेक्षाही अधिक चांगले असल्याचे आढळले आहे. त्यांचा रूपांतरण दर प्रति वर्गमीटर जागेसाठी ५.७८ लीटर पाणी (१.५२ गॅलन प्रति ११ वर्गफूट क्षेत्र)आहे. हा दर सध्याच्या अन्य कोणत्याही सौर ऊर्चा चलित यंत्रापेक्षा अधिक असल्याचा दावा संशोधक वांग यांनी केला आहे. यंत्रणेची कार्यक्षमता वाढवताना...

  • झांग यांनी सांगितले, की सैद्धांतिकदृष्ट्या निक्षारीकरणाच्या अधिक टप्प्यामध्ये एकूण ऊर्जा कार्यक्षमता ही ७०० ते ८०० टक्क्यांपर्यंत मिळू शकते. अन्य निक्षारीकरण यंत्रणेमध्ये क्षार किंवा मीठ साठून राहिल्यामुळे नळ्या बंद होण्याचा धोका आहे. मात्र, या यंत्रामध्ये मुक्त पाणी फिरण्याच्या रचनेमुळे दिवसभरामध्ये तयार झालेल्या क्षार किंवा मीठ रात्रीच्या वेळी पुन्हा मागे नेले जाते. ते सागरी पाण्यामध्ये सोडले जात असल्याने नळ्यामध्ये अडकून त्या बंद पडण्याचा धोका कमी होतो.
  • हे यंत्र स्थानिकरीत्या उपलब्ध घटकांपासून बनवलेले आहे. उदा. काळ्या रंगाच्या सौर ऊर्जा ग्रहण करणाऱ्या नळ्या, कागदी टॉवेलच्या नळ्या. या मुद्दाम वेगवेगळ्या वापरल्या असून, त्या गरजेनुसार वेगळ्य करता येत असल्याचे वांग यांनी सांगितले.
  • यातील सर्वात महागडा घटक म्हणजे वरील बाजूला वापरलेला पारदर्शक एअरोजेलचा थर. एअरोजेल हे मुळात स्वस्त अशा सिलिकापासून बनवले जाते. मात्र, त्याच्या निर्मितीसाठी विशिष्ट वाळवण यंत्रांचा वापर करावा लागतो. या एअरोजेल ऐवजी अन्य कमी खर्चिक उष्णतारोधकांचा वापर करणे शक्य असल्याचे संशोधक सांगतात.
  • सर्वात महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे आजवर सैद्धांतिक पातळीवर मांडल्या जात असलेल्या कार्यक्षम निक्षारीकरण यंत्रणेचे फ्रेमवर्क तयार करण्यात आलेले यश. या फ्रेमवर्कमध्ये विविध प्रकारच्या धातूंचा वापर केला आहे.
  • खाऱ्या पाण्यामध्ये तरंगणारे पॅनेलही अत्यंत महत्त्वाचे आहे. सामान्यतः निक्षारीकरण यंत्राची निर्मिती ही एका कुटूंबाची आवश्यकता लक्षात घेऊन केली जाते. त्यामुळे पॅनेल हे उथळ किंवा कमी पाण्यामध्ये राहणारे बनवले जातात. त्यातही सपाट पॅनेल अधिक वापरले जातात.
  • साधारणपणे १ वर्गमीटर जागेवरील सौर ऊर्जा ग्रहण यंत्रणा एका माणसासाठी पाणी पुरवणारी ठरू शकते.
  • उत्पादन सुरू झाल्यानंतर ही यंत्रणा सुमारे १०० डॉलरमध्ये एका कुटुंबाच्या पाण्याची गरज भागवू शकेल.
  • निक्षारीकरण यंत्राची मूलभूत कल्पना डाव्याबाजूला असलेल्या उष्णतारोधक पारदर्शक थरातून सूर्यप्रकाश आत घेतला जातो. त्यामुळे आतील काळ्या रंगाच्या उष्णता शोषक पदार्थ तापतो. ती उष्णता आतील निळ्या रंगामध्ये दर्शवलेल्या भागामध्ये येते. येथे पाणी उकळून त्याचे वाफेत रूपांतर होते. त्यानंतर करड्या रंगामध्ये दर्शवलेल्या पृष्ठभागावर कंडेन्स होते. येथे वाफेचे रूपांतर पुन्हा पाण्यामध्ये होते. हे पिण्यायोग्य पाणी असते.

    Read the Latest Agriculture News in Marathi & Watch Agriculture videos on Agrowon. Get the Latest Farming Updates on Market Intelligence, Market updates, Bazar Bhav, Animal Care, Weather Updates and Farmer Success Stories in Marathi.

    ताज्या कृषी घडामोडींसाठी फेसबुक, ट्विटर, इन्स्टाग्राम टेलिग्रामवर आणि व्हॉट्सॲप आम्हाला फॉलो करा. तसेच, ॲग्रोवनच्या यूट्यूब चॅनेलला आजच सबस्क्राइब करा.

    Related Stories

    No stories found.
    Agrowon
    agrowon.esakal.com