पर्ड्यू ब्रेकथ्रू विलवणीकरण उद्योग को बदल सकता है

पानी सभी जीवन को बनाए रखता है और सभ्यता के पालने के रूप में कार्य करता है। फिर भी वैश्विक आबादी बढ़ने के साथ, औद्योगीकरण में तेजी आती है, और जलवायु परिवर्तन तीव्र होता है,जल की कमी मानवता के लिए 21वीं सदी की सबसे महत्वपूर्ण चुनौतियों में से एक बन गई हैसूखे से प्रभावित अफ्रीका से लेकर जल संकट वाले मध्य पूर्वी क्षेत्रों और तेजी से कमजोर विकसित देशों तक, मीठे पानी की कमी वैश्विक स्थिरता और विकास को खतरे में डालती है।

रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) तकनीक, जो मध्य पूर्व जैसे शुष्क क्षेत्रों में मीठे पानी के उत्पादन के आधे से अधिक के लिए जिम्मेदार है,वायुमंडलीय दबाव के 70 गुना तक के अत्यधिक दबाव के तहत अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से समुद्री जल को मजबूर करता है ताकि शुद्ध पानी निकाला जा सकेप्रभावी होने के बावजूद, इन दबावों को बनाए रखने के लिए पंपों और उपकरणों के माध्यम से भारी ऊर्जा की खपत की आवश्यकता होती है, जिससे परिचालन लागत और कार्बन उत्सर्जन में महत्वपूर्ण योगदान होता है।

पर्ड्यू यूनिवर्सिटी के मैकेनिकल इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर डेविड वारसिंजर बताते हैं, "एक डसेलनेशन प्लांट के जीवनचक्र की लागत का लगभग एक तिहाई हिस्सा ऊर्जा पर निर्भर करता है।"कोई प्रतिशत अंक की मामूली दक्षता में सुधार से भी CO2 उत्सर्जन को कम करते हुए सैकड़ों लाखों डॉलर की बचत हो सकती है. "

STEM अनुसंधान में एक वैश्विक नेता के रूप में, पर्ड्यू विश्वविद्यालय ने पानी की कमी की चुनौतियों से निपटने के लिए एक असाधारण टीम को इकट्ठा किया है।ऊर्जा दक्षता में उल्लेखनीय सुधार करने वाली अवधारणाओं का विकास करना.

एमआईटी में अपनी डॉक्टरेट की पढ़ाई के दौरान, वारसिंजर ने "बैच रिवर्स ऑस्मोसिस" की कल्पना की।" वारसिंजर का वर्णन"हम धीरे-धीरे दबाव बढ़ाकर मात्रा कम करते हैं, अंततः कम ऊर्जा के साथ समकक्ष मीठे पानी का उत्पादन करते हैं। "

पारम्परिक बैच प्रणालीओं ने अंतराल चक्र के दौरान दक्षता खो दी। यह सफलता पिस्टन-चैम्बर डिजाइन के माध्यम से आई जो डाउनटाइम को समाप्त करती है। "पिस्टन को पूरी तरह से खाली करने के बजाय,हम अगले चक्र चलाने के लिए आने वाले समुद्र के पानी का उपयोगवारसिंजर बताते हैं, "यह दोहरी कार्रवाई का तरीका लगभग निरंतर संचालन को बनाए रखता है।

में प्रकाशित अनुसंधानविलुप्त करनायह दर्शाता है कि यह प्रणाली अभूतपूर्व ऊर्जा दक्षता प्राप्त करती है, जो संभावित रूप से उद्योग के नए बेंचमार्क स्थापित करती है।

अध्ययन के प्रमुख लेखक स्नातक शोधकर्ता सैंड्रा कोर्डोबा ने प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए हाइड्रोलिक मॉडल विकसित किए।समय और ऊर्जाकोर्डोबा ने कहा, "हमारे मॉडल न्यूनतम ऊर्जा खपत के लिए आदर्श दबाव प्रोफाइल की पहचान करते हैं।

पिस्टन कक्ष का आकार अनुप्रयोगों की जरूरतों के अनुसार अनुकूलित होता है, पोर्टेबल घरेलू इकाइयों से लेकर औद्योगिक पैमाने पर प्रतिष्ठानों तक।"फिर भी यह सादगी परिवर्तनकारी दक्षता को सक्षम बनाता है. "

डॉक्टरेट के उम्मीदवार अभिमन्यु दास ने बैच काउंटरफ्लो रिवर्स ऑस्मोसिस नामक एक वैरिएशन विकसित किया, जो झिल्ली की सतहों पर विशिष्ट जल सांद्रता को प्रसारित करता है।यह नवाचार उच्च खारापन वाले अनुप्रयोगों जैसे औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार के लिए विशेष रूप से प्रभावी साबित होता है.

ग्रेजुएट छात्र माइकल रोजेनबर्ग के शोध से पता चलता है कि नवीकरणीय ऊर्जा के साथ बैच आरओ कैसे 1,954 मील की यूएस-मेक्सिको सीमा के साथ मीठा पानी प्रदान कर सकता है।सौर या पवन ऊर्जा से चलने वाली प्रणालियां जल-संकट वाले क्षेत्रों के लिए जीवाश्म ईंधन मुक्त समाधान प्रदान करती हैं.

वॉर्सिंजर ने कहा, "पानी की सुरक्षा एक महत्वपूर्ण वैश्विक चुनौती है। यदि हम लागतों को मामूली रूप से कम कर सकते हैं, तो अधिक समुदायों के लिए पानी के पानी का निर्जलीकरण व्यवहार्य हो जाता है, जिससे परिवर्तनकारी प्रभाव पैदा हो सकता है।"

पर्ड्यू रिसर्च फाउंडेशन के प्रौद्योगिकी व्यावसायीकरण कार्यालय ने इन नवाचारों के लिए पेटेंट दायर किए हैं, जिससे पानी की कमी से निपटने के लिए वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों की सुविधा होती है।

फुलब्राइट आयोग, राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला और पर्ड्यू विश्वविद्यालय के अनुदान से समर्थित,वारसिंजर की टीम ऐसे समाधानों को आगे बढ़ाना जारी रखती है जो एक दिन हमारे महासागरों को विश्वसनीय मीठे पानी के स्रोतों में बदल सकते हैंउनका काम इस बात का उदाहरण है कि कैसे तकनीकी नवाचार, जब सतत प्रथाओं के साथ जोड़ा जाता है, मानवता की सबसे जरूरी संसाधन चुनौतियों का समाधान कर सकता है।