शोधकर्ताओं ने पाया है कि एक अभिनव सौर-ऊर्जा संचालित उपकरण हमारे ग्रह को परेशान करने वाली बढ़ती जल और ऊर्जा चुनौतियों से निपटने के तरीके में क्रांतिकारी बदलाव ला सकता है। यह एक तैरता हुआ सौर ऊर्जा उपकरण है जो दूषित जल और प्रदूषित समुद्री जल को न केवल सुरक्षित पेयजल में बल्कि स्वच्छ हाइड्रोजन ईंधन में परिवर्तित करके जल और हाइड्रोजन ऊर्जा उत्पन्न करता है। है ना कमाल की बात!
कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने प्रकाश संश्लेषण से प्रेरित एक हाइब्रिड उपकरण विकसित किया है। प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसका उपयोग पौधे सूर्य के प्रकाश को भोजन में परिवर्तित करने के लिए करते हैं। यह प्रोटोटाइप, स्वच्छ जल से हरित हाइड्रोजन उत्पन्न करने वाले "कृत्रिम पत्ते" के विपरीत, कहीं अधिक बहुमुखी है। वास्तव में, वैज्ञानिकों ने मध्य कैम्ब्रिज में कैम नदी के पानी पर सफलतापूर्वक परीक्षण किए और परिणाम आशाजनक रहे।
इस उपकरण की नवीन विशेषता सौर ईंधन उत्पादन को जल शोधन के साथ संयोजित करने की क्षमता है। कैम्ब्रिज के यूसुफ हमीद रसायन विज्ञान विभाग के सह-प्रमुख लेखक डॉ. चानोन पोर्नरुंगरोज और अरिफिन मोहम्मद अनुआर बताते हैं कि सौर ऊर्जा से संचालित जल विखंडन वह विधि है जिसके द्वारा जल को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में तोड़ा जाता है, और इसके लिए आमतौर पर शुद्ध जल की आवश्यकता होती है। अन्यथा, संदूषक उत्प्रेरक को नुकसान पहुंचा सकते हैं या अवांछित रासायनिक प्रतिक्रियाओं को जन्म दे सकते हैं।
अध्ययन के सह-लेखकों में से एक, अरिफिन मोहम्मद अन्नुअर के अनुसार, यह डिजाइन न केवल सरल है, बल्कि विभिन्न स्रोतों से पानी को शुद्ध करने के मामले में अत्यधिक प्रभावी भी है।
“दूरदराज या विकासशील क्षेत्रों में, जहाँ स्वच्छ जल अपेक्षाकृत दुर्लभ है और जल शुद्धिकरण के लिए आवश्यक बुनियादी ढाँचा आसानी से उपलब्ध नहीं है, जल विखंडन अत्यंत कठिन है। दूषित जल का उपयोग करने वाला एक उपकरण एक साथ दो समस्याओं का समाधान कर सकता है: यह जल विखंडन करके स्वच्छ ईंधन बना सकता है और स्वच्छ पेयजल भी उपलब्ध करा सकता है,” अरिफिन मोहम्मद ने कहा।
इस अध्ययन के अनुसार, इस उपकरण ने समुद्री जल और प्रदूषित जल दोनों में 154 घंटे (लगभग साढ़े छह दिन) से अधिक समय तक सुचारू रूप से और विश्वसनीय रूप से काम करके उल्लेखनीय स्थायित्व का प्रदर्शन किया।
डॉ. चानोन पोर्नरुंगरोज ने कहा, “यह प्रदूषकों के प्रति बेहद सहनशील है, और इसकी तैरती हुई संरचना के कारण यह बहुत ही गंदे या मैले पानी में भी काम कर सकता है। यह एक अत्यंत बहुमुखी प्रणाली है।”
मोहम्मद अनुआर ने कहा, "सौर ईंधन बनाने की प्रकाश-संचालित प्रक्रिया सौर स्पेक्ट्रम के केवल एक छोटे से हिस्से का उपयोग करती है - स्पेक्ट्रम का एक बहुत बड़ा हिस्सा अप्रयुक्त रह जाता है।"
प्रोफेसर इरविन रीसनर ने समझाया, "जलवायु संकट और प्रदूषण तथा स्वास्थ्य से जुड़े मुद्दे आपस में घनिष्ठ रूप से संबंधित हैं, और एक ऐसा दृष्टिकोण विकसित करना जो इन दोनों समस्याओं का समाधान करने में सहायक हो, कई लोगों के लिए क्रांतिकारी परिवर्तन साबित होगा।"
प्रोफेसर एर्विन रीसनर ने आगाह किया कि यद्यपि यह उपकरण अभी भी विकास के प्रारंभिक चरण में है, फिर भी इसमें काफी संभावनाएं हैं।
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प्रक्रिया
एक फ्लोटिंग सोलर वेपर जनरेटर पर यूवी प्रकाश को अवशोषित करने वाला पैनल लगाया गया था , जिससे यह सूर्य की ऊर्जा का उपयोग करके दूषित या खारे पानी को शुद्ध कर सके और हरित हाइड्रोजन का निर्माण कर सके।
इस उपकरण में कार्बन जाल होता है जो नैनोस्केल पर संरचित होता है और इसमें एक फोटोकैटेलिस्ट शामिल होता है। यह अभिनव जाल प्रकाश और गर्मी दोनों को कुशलतापूर्वक अवशोषित करता है, जिससे हाइड्रोजन उत्पादन के लिए आवश्यक जल वाष्प का उत्पादन होता है।
इसके अलावा, इसमें एक उल्लेखनीय जल-विकर्षक उपचार है जो इसे किसी भी संभावित संदूषक से इसकी इष्टतम कार्यक्षमता की रक्षा करते हुए आसानी से तैरने की अनुमति देता है।
इसकी एक उल्लेखनीय उपलब्धि सौर स्पेक्ट्रम का प्रभावी ढंग से उपयोग करने की क्षमता है। ऊपरी भाग में यूवी-अवशोषित परत लगाकर, यह हाइड्रोजन का उत्पादन संभव बनाता है, जबकि शेष सौर स्पेक्ट्रम को नीचे की ओर निर्देशित किया जाता है ताकि जल को शुद्धिकरण के लिए वाष्पीकृत किया जा सके। यह अनूठी दोहरी प्रक्रिया वास्तविक पत्ती के कार्यों की सटीक नकल करती है, और हाइड्रोजन उत्पादन को वाष्पोत्सर्जन प्रक्रिया के साथ सहजता से एकीकृत करती है।
संभावित उपयोग
स्वच्छ जल और हाइड्रोजन ऊर्जा के लिए तैरता हुआ पी.वी. उपकरण वैश्विक ऊर्जा और जल संबंधी समस्याओं को सुलझाने में सहायक हो सकता है।
कई लोग खाना पकाने के लिए हानिकारक ईंधनों का उपयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप हर साल 30 लाख से अधिक मौतें होती हैं। यह उपकरण इस समस्या का समाधान करने की क्षमता रखता है और हाइड्रोजन से खाना पकाना एक सुरक्षित विकल्प है ।
इस उपकरण की ऑफ-ग्रिड कार्यक्षमता इसे सीमित संसाधनों वाले क्षेत्रों में अत्यंत उपयोगी बनाती है । यह उपकरण विशेष रूप से तब लाभप्रद है जब लगभग 2 अरब लोग स्वच्छ पेयजल से वंचित हैं, जबकि विश्व भर में 775 करोड़ लोग बिजली के बिना जीवन यापन कर रहे हैं।
टीम को पूरा भरोसा है कि उनका डिज़ाइन, जो सरल होने के साथ-साथ अत्यंत प्रभावी भी है, विभिन्न जल स्रोतों के अनुकूल ढलने में सक्षम है । यह न केवल प्रदूषकों से निपटने में सक्षम है, बल्कि पानी के किसी भी प्रकार के धुंधलेपन या मैलेपन की परवाह किए बिना उसे संसाधित करने में भी उत्कृष्ट है।
अध्ययन का नेतृत्व करने वाले प्रोफेसर इरविन रीसनर के अनुसार, वर्तमान उपकरण केवल शुरुआत है। हालांकि, इस प्रकार के समाधान एक स्थायी भविष्य बनाने के लिए बिल्कुल आवश्यक हैं, साथ ही जलवायु परिवर्तन, प्रदूषण और स्वास्थ्य संबंधी मुद्दों की दबावपूर्ण चिंताओं को संबोधित करते हैं।
स्रोत : सौर ऊर्जा से संचालित समग्र जल विभाजन और जल शुद्धिकरण के लिए हाइब्रिड फोटोथर्मल-फोटोकैटलिस्ट शीट
