मीठे पानी की कमी दुनिया में दो अरब से अधिक लोगों को प्रभावित करती है, मुख्य रूप से शुष्क और दूरदराज के क्षेत्रों के साथ-साथ मीठे पानी के स्रोतों के बिना द्वीपों और तटीय क्षेत्रों में।जलवायु परिवर्तन और जनसंख्या वृद्धि केवल समस्या को बदतर बना रही है, और मौजूदा तरीकों के लिए ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है, आमतौर पर विद्युत।

नवीकरणीय ऊर्जा इसे ठीक कर सकती है और इन क्षेत्रों के लिए पीने के पानी और सिंचाई के लिए वायुमंडल से निकाले गए पानी का उपयोग करना आवश्यक है।(अनुमान है कि वायुमंडल में लगभग 13 ट्रिलियन टन पानी है, जो विश्व की नदियों के ताजे पानी से छह गुना अधिक है; ग्लोबल वार्मिंग हवा को अधिक जलवाष्प धारण करने की अनुमति देती है, सैद्धांतिक रूप से 7% प्रति डिग्री सेल्सियस तापमान वृद्धि के हिसाब से।)

अब सऊदी अरब और चीन के इंजीनियरों और वैज्ञानिकों ने एक ऐसा सिस्टम बनाया है जो इस्तेमाल करता हैसौर ऊर्जाहवा से प्रतिदिन प्रति वर्ग मीटर 3 लीटर (0.8 गैलन) पानी निकालने के लिए, पूरी तरह से निष्क्रिय तरीके से, किसी रखरखाव या मानव ऑपरेटर की आवश्यकता नहीं होती है।अध्ययन हैप्रकाशितजर्नल मेंप्रकृति संचार.

दो मौसमों के दौरान गोभी को सफलतापूर्वक उगाने के लिए एकत्रित पानी का उपयोग करके प्रणाली का परीक्षण किया गया थाथुवाल, सऊदी अरब.

"हमारा लक्ष्य पानी की जरूरतों की भरपाई के लिए हवा से पानी का उत्पादन करने के लिए इस तकनीक को लागू करना हैस्थायी कृषिमध्य पूर्व में सुरक्षित खाद्य उत्पादन के लिए आवश्यक है," साउथ चाइना यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के सह-लेखक यू हान ने कहा।

मौजूदा सौर-चालित वायुमंडलीय जल निष्कर्षण (SAWE) प्रणालियाँ आमतौर पर हवा से जल वाष्प को अवशोषित करने पर निर्भर करती हैं।जब अवशोषित सामग्री संतृप्ति तक पहुंचती है, तो सिस्टम को सील कर दिया जाता है और सूर्य के प्रकाश के संपर्क में लाया जाता है, जिससे कैप्चर किया गया पानी निकलना शुरू हो जाता है।वे कोहरे और ओस संग्रह जैसी निष्क्रिय वायुमंडलीय जल प्रौद्योगिकियों में सुधार हैं, और जलवायु बाधाओं वाले अन्य भौगोलिक क्षेत्रों और साइटों में अधिक उपलब्ध हैं।

लेकिन ऐसे SAWE सिस्टम प्रति दिन केवल एक अवशोषण-रिलीज़ चक्र की अनुमति देते हैं, रात में नमी को कैप्चर करते हैं और दिन के दौरान अवशोषित करते हैं, धीमे अवशोषण चरण के साथ यह सीमित होता है कि कितना पानी निकाला जा सकता है।

उनका व्यापक रूप से अपनाना भी महंगे अवशोषित नैनोमटेरियल, प्रोटोटाइप को बढ़ाने की चुनौतियों से सीमित है, जबकि चक्रों को बदलने के लिए या तो एक सक्रिय प्रणाली की आवश्यकता होती है जो टूटने की संभावना होती है या चलती भागों के साथ श्रम-गहन संचालन की आवश्यकता होती है, जिससे सिस्टम जटिल और ऊर्जा गहन हो जाता है।

एक निष्क्रिय, कुशल, आसानी से स्केलेबल और न्यूनतम-श्रम प्रणाली को डिजाइन करने के लिए, समूह ने कई ऊर्ध्वाधर माइक्रोचैनल की संरचना का उपयोग किया, जिन्हें बड़े पैमाने पर परिवहन पुल कहा जाता है।एक कंटेनर में रखी ट्यूबें तरल नमक के घोल से भरी होती हैं जो तरल अवशोषक के रूप में कार्य करती हैं;उन्होंने लिथियम क्लोराइड का उपयोग किया।

निर्भर करनातापमान वितरण, परिवेश तापमान क्षेत्र, पर्यावरण के संपर्क में, लगातार वायुमंडलीय पानी को पकड़ता है और इसे एक कंटेनर में संग्रहीत करता है।जब सिस्टम को सूरज की रोशनी मिलती है, तो अवशोषक प्रकाश को गर्मी में परिवर्तित करता है और उच्च तापमान वाले क्षेत्र में केंद्रित जल वाष्प उत्पन्न करता है।

जलवाष्प कक्ष की दीवार पर संघनित होता है, जिससे ताज़ा पानी बनता है।अवशोषक के कंटेनर से अधिक मात्रा में लिया गया पानी निर्बाध रूप से उच्च तापमान वाले क्षेत्र में चला जाता है।

साथ ही, उच्च तापमान क्षेत्र में केंद्रित तरल को प्रसार के माध्यम से परिवेश के तापमान क्षेत्र में वापस ले जाया जाता है - उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र से अणुओं की गति - और संवहन द्वारा - की गतिठंडे, सघन क्षेत्रों के माध्यम से अधिक गर्म, कम घनत्व वाला घोल - निरंतर कब्जा करने में सक्षम बनाता हैजल वाष्पजब तक सूर्य की रोशनी उपलब्ध है.

इस प्रणाली को लागू करने के लिए, टीम ने ग्लास फाइबर झिल्ली पर आंशिक रूप से ऑक्सीकृत कार्बन नैनोट्यूब से एक सौर अवशोषक बनाया।गीले होने पर कार्बन नैनोट्यूब का कालापन और प्रकाश फँसाने वाली सूक्ष्म संरचनाएँ लगभग 96% सूर्य के प्रकाश को अवशोषित कर लेती हैं।उन्होंने पाया कि वाष्प उत्पादन क्षेत्र और वायुमंडलीय जल ग्रहण क्षेत्र के लिए इष्टतम ऊंचाई क्रमशः 3 और 5 सेमी थी।

आठ दिनों की उत्पादन अवधि में इस सेटअप का परीक्षण करने के लिए, उन्होंने सूर्य के बराबर रोशनी के आठ घंटे और उसके बाद 16 घंटे के अंधेरे का उपयोग किया।उन्होंने पाया कि जैसे-जैसे सापेक्ष आर्द्रता 60% से बढ़कर 90% हो गई, जल उत्पादन दर लगभग 0.04 से बढ़कर लगभग 0.65 किलोग्राम प्रति वर्ग मीटर प्रति घंटा हो गई।

सऊदी अरब में वास्तविक दुनिया के परीक्षण के रूप में, वाष्पीकरण क्षेत्र को 13.5 सेमी से 24 सेमी तक बढ़ाया गया था, जो प्रोटोटाइप से 36 गुना बड़ा था।इस कॉन्फ़िगरेशन से प्रति दिन 2.9 लीटर प्रति वर्ग मीटर का उत्पादन होता है, जो प्राप्त सौर ऊर्जा और सापेक्ष आर्द्रता के अनुसार भिन्न होता है।

यह राशि वायुमंडलीय जल परियोजना से चार गुना बड़ी है2021 सेऔर SAWE से 27 गुना अधिक2017 से.

पापुआ न्यू गिनी में एक परीक्षण में, यह बढ़कर 4.6 लीटर प्रति वर्ग मीटर प्रति दिन हो गया।सऊदी अरब में किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के सह-लेखक क़ियाओकियांग गण ने कहा, "उल्लेखनीय रूप से, एकत्रित पानी का उपयोग ब्रैसिका रैपा (चीनी गोभी) की ऑफ-ग्रिड सिंचाई के लिए सफलतापूर्वक किया गया था," रखरखाव-मुक्त बागवानी की क्षमता का प्रदर्शन करते हुएउन क्षेत्रों में जहां तरल जल स्रोतों तक पहुंच नहीं है।"

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