திறமையான கடல்நீரை உப்புநீக்கம் செய்வது எப்படி? குறைந்த விலையில் நிறைய தண்ணீர்

சுத்தமான, பாதுகாப்பான குடிநீருக்கான அணுகல் என்பது துரதிர்ஷ்டவசமாக உலகின் பல பகுதிகளில் மோசமாகப் பூர்த்தி செய்யப்பட வேண்டிய தேவையாகும். கடல்நீரை உப்புநீக்கம் செய்வது உலகின் பல பகுதிகளில் பெரும் உதவியாக இருக்கும், நிச்சயமாக, போதுமான திறமையான மற்றும் நியாயமான பொருளாதாரத்தில் முறைகள் இருந்தால்.

செலவு குறைந்த வளர்ச்சிக்கான புதிய நம்பிக்கை கடல் உப்பை அகற்றுவதன் மூலம் புதிய தண்ணீரைப் பெறுவதற்கான வழிகள் வகைப் பொருளைப் பயன்படுத்தி ஆய்வுகளின் முடிவுகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவித்தபோது கடந்த ஆண்டு தோன்றியது உறுப்பு உலோக எலும்புக்கூடு (MOF) கடல் நீரை வடிகட்டுவதற்காக. ஆஸ்திரேலியாவின் மோனாஷ் பல்கலைக்கழகத்தின் குழுவால் உருவாக்கப்பட்ட புதிய முறை, மற்ற முறைகளை விட கணிசமாக குறைந்த ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவித்தனர்.

MOF ஆர்கனோமெட்டாலிக் எலும்புக்கூடுகள் ஒரு பெரிய பரப்பளவைக் கொண்ட அதிக நுண்ணிய பொருட்கள். சிறிய தொகுதிகளாக உருட்டப்பட்ட பெரிய வேலை மேற்பரப்புகள் வடிகட்டலுக்கு சிறந்தவை, அதாவது. திரவத்தில் உள்ள துகள்கள் மற்றும் துகள்களை கைப்பற்றுதல் (1). புதிய வகை MOF என்று அழைக்கப்படுகிறது PSP-MIL-53 கடல் நீரில் உப்பு மற்றும் மாசுகளை சிக்க வைக்க பயன்படுகிறது. தண்ணீரில் வைக்கப்பட்டு, அதன் மேற்பரப்பில் அயனிகள் மற்றும் அசுத்தங்களைத் தேர்ந்தெடுத்து வைத்திருக்கிறது. 30 நிமிடங்களுக்குள், MOF ஆனது தண்ணீரின் மொத்த கரைந்த திடப்பொருட்களை (TDS) 2,233 ppm (ppm) இலிருந்து 500 ppm க்கு கீழே குறைக்க முடிந்தது. பாதுகாப்பான குடிநீருக்காக உலக சுகாதார அமைப்பு பரிந்துரைத்துள்ள 600 ppm வரம்புக்குக் கீழே இது தெளிவாக உள்ளது.

1. கடல் நீர் உப்புநீக்கத்தின் போது ஒரு ஆர்கனோமெட்டாலிக் மென்படலத்தின் செயல்பாட்டின் காட்சிப்படுத்தல்.

இந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு நாளைக்கு ஒரு கிலோ MOF பொருளுக்கு 139,5 லிட்டர் வரை நன்னீர் உற்பத்தி செய்ய முடிந்தது. MOF நெட்வொர்க் துகள்களால் "நிரப்பப்பட்டது", அதை விரைவாகவும் எளிதாகவும் மறுபயன்பாட்டிற்காக சுத்தம் செய்யலாம். இதைச் செய்ய, இது சூரிய ஒளியில் வைக்கப்படுகிறது, இது நான்கு நிமிடங்களில் சிக்கிய உப்புகளை வெளியிடுகிறது.

"வெப்ப ஆவியாதல் உப்புநீக்கம் செயல்முறைகள் ஆற்றல் மிகுந்தவை, மற்ற தொழில்நுட்பங்கள் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் (2), அவை பல குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, அதிக ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் சவ்வு சுத்தம் மற்றும் டிக்ளோரினேஷனுக்கான இரசாயனங்கள்," என்று மோனாஷின் ஆராய்ச்சி குழுத் தலைவர் ஹுவாண்டிங் வாங் விளக்குகிறார். "சூரிய ஒளி பூமியில் மிக அதிகமான மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலமாகும். எங்களின் புதிய உறிஞ்சுதல் அடிப்படையிலான உப்புநீக்கச் செயல்முறை மற்றும் சூரிய ஒளியை மீளுருவாக்கம் செய்வதன் மூலம் ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த உப்புநீக்க தீர்வை வழங்குகிறது.

2. சவுதி அரேபியாவில் சவ்வூடுபரவல் கடல்நீரை உப்புநீக்கும் அமைப்பு.

கிராபெனில் இருந்து ஸ்மார்ட் கெமிஸ்ட்ரி வரை

சமீபத்திய ஆண்டுகளில், பல புதிய யோசனைகள் தோன்றியுள்ளன ஆற்றல் திறன் கொண்ட கடல்நீரை உப்புநீக்கம். "இளம் தொழில்நுட்ப வல்லுநர்" இந்த நுட்பங்களின் வளர்ச்சியை உன்னிப்பாகக் கண்காணிக்கிறார்.

ஆஸ்டின் பல்கலைக்கழகத்தில் அமெரிக்கர்கள் மற்றும் மார்பர்க் பல்கலைக்கழகத்தில் ஜேர்மனியர்கள் பற்றிய யோசனையைப் பற்றி மற்றவற்றுடன் நாங்கள் எழுதினோம். ஒரு சிறிய சிப் பயன்படுத்த மிகக் குறைவான மின்னழுத்தத்தின் (0,3 வோல்ட்) மின்சாரம் பாயும் ஒரு பொருளிலிருந்து. சாதனத்தின் சேனலின் உள்ளே பாயும் உப்பு நீரில், குளோரின் அயனிகள் ஓரளவு நடுநிலைப்படுத்தப்பட்டு உருவாகின்றன மின்சார புலம்இரசாயன செல்களைப் போல. விளைவு உப்பு ஒரு திசையிலும், இளநீர் மறுபுறமும் பாய்கிறது. தனிமை நிகழ்கிறது புதிய நீர்.

மான்செஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானிகள், ராகுல் நைரி தலைமையில், கடல்நீரில் உள்ள உப்பை திறம்பட அகற்ற 2017 இல் கிராபெனின் அடிப்படையிலான சல்லடையை உருவாக்கினர்.

நேச்சர் நானோடெக்னாலஜி இதழில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வில், உப்புநீக்க சவ்வுகளை உருவாக்க இது பயன்படுத்தப்படலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் வாதிட்டனர். கிராபெனின் ஆக்சைடு, கண்டுபிடிக்க கடினமான மற்றும் விலையுயர்ந்த தூய கிராபெனுக்கு பதிலாக. ஒற்றை அடுக்கு கிராபெனை ஊடுருவக்கூடியதாக மாற்ற சிறிய துளைகளில் துளையிட வேண்டும். துளை அளவு 1 nm ஐ விட பெரியதாக இருந்தால், உப்புகள் துளை வழியாக சுதந்திரமாக செல்லும், எனவே துளையிடப்படும் துளைகள் சிறியதாக இருக்க வேண்டும். அதே நேரத்தில், கிராபென் ஆக்சைடு சவ்வுகள் தண்ணீரில் மூழ்கும்போது தடிமன் மற்றும் போரோசிட்டியை அதிகரிக்கும் என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. மருத்துவர் குழு. எபோக்சி பிசின் கூடுதல் அடுக்குடன் கிராபெனின் ஆக்சைடுடன் சவ்வு பூசுவது தடையின் செயல்திறனை அதிகரிப்பதாக நைரி காட்டினார். நீர் மூலக்கூறுகள் சவ்வு வழியாக செல்ல முடியும், ஆனால் சோடியம் குளோரைடு முடியாது.

சவூதி அரேபிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு ஒன்று மின் உற்பத்தி நிலையத்தை "நுகர்வோர்" தண்ணீரிலிருந்து "புன்னீர் உற்பத்தியாளராக" திறம்பட மாற்றும் என்று அவர்கள் நம்பும் சாதனத்தை உருவாக்கியுள்ளனர். விஞ்ஞானிகள் இதை விவரிக்கும் ஒரு கட்டுரையை சில ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நேச்சரில் வெளியிட்டனர். புதிய சூரிய தொழில்நுட்பம்தண்ணீரை உப்புநீக்கம் செய்து ஒரே நேரத்தில் உற்பத்தி செய்யக்கூடியது மின்சாரம்.

கட்டப்பட்ட முன்மாதிரியில், விஞ்ஞானிகள் பின்புறத்தில் ஒரு வாட்டர்மேக்கரை நிறுவினர். சூரிய மின்கலம். சூரிய ஒளியில், செல் மின்சாரத்தை உருவாக்கி வெப்பத்தை வெளியிடுகிறது. வளிமண்டலத்தில் இந்த வெப்பத்தை இழப்பதற்குப் பதிலாக, சாதனம் இந்த ஆற்றலை ஒரு ஆலைக்கு செலுத்துகிறது, அது வெப்பத்தை உப்புநீக்கம் செயல்முறைக்கு ஆற்றல் மூலமாகப் பயன்படுத்துகிறது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் உப்பு நீர் மற்றும் ஈயம், தாமிரம் மற்றும் மெக்னீசியம் போன்ற கனரக உலோக அசுத்தங்களைக் கொண்ட தண்ணீரை வடிகட்டியில் அறிமுகப்படுத்தினர். சாதனம் தண்ணீரை நீராவியாக மாற்றியது, பின்னர் அது உப்பு மற்றும் குப்பைகளை வடிகட்டி ஒரு பிளாஸ்டிக் சவ்வு வழியாக சென்றது. இந்த செயல்முறையின் விளைவாக உலக சுகாதார அமைப்பின் பாதுகாப்புத் தரங்களைச் சந்திக்கும் சுத்தமான குடிநீராகும். சுமார் ஒரு மீட்டர் அகலம் கொண்ட இந்த முன்மாதிரி ஒரு மணி நேரத்திற்கு 1,7 லிட்டர் சுத்தமான தண்ணீரை உற்பத்தி செய்யும் என்று விஞ்ஞானிகள் தெரிவித்தனர். அத்தகைய சாதனத்திற்கான சிறந்த இடம் வறண்ட அல்லது அரை வறண்ட காலநிலையில், நீர் ஆதாரத்திற்கு அருகில் உள்ளது.

டெக்சாஸின் ஆஸ்டின் ஸ்டேட் யுனிவர்சிட்டியில் உள்ள பொருள் விஞ்ஞானி குய்ஹுவா யூ மற்றும் அவரது அணியினர் 2019 இல் முன்மொழிந்தனர் கடல் நீர் ஹைட்ரோஜெல்களை திறம்பட வடிகட்டுகிறது, பாலிமர் கலவைகள்இது நுண்துளை, நீர் உறிஞ்சும் அமைப்பை உருவாக்குகிறது. யூவும் அவரது சகாக்களும் இரண்டு பாலிமர்களில் இருந்து ஒரு ஜெல் ஸ்பாஞ்சை உருவாக்கினர்: ஒன்று பாலிவினைல் ஆல்கஹால் (PVA) எனப்படும் நீர்-பிணைப்பு பாலிமர் மற்றும் மற்றொன்று பாலிபைரோல் (PPy) எனப்படும் ஒளி உறிஞ்சக்கூடியது. அவர்கள் சிட்டோசன் எனப்படும் மூன்றாவது பாலிமரைக் கலந்தனர், இது தண்ணீரின் மீது வலுவான ஈர்ப்பையும் கொண்டுள்ளது. விஞ்ஞானிகள் அறிவியல் முன்னேற்றங்களில், செல் மேற்பரப்பில் ஒரு சதுர மீட்டருக்கு ஒரு மணி நேரத்திற்கு 3,6 லிட்டர் தூய நீர் உற்பத்தியை அடைந்துள்ளனர், இது இதுவரை பதிவு செய்யப்பட்ட மிக உயர்ந்தது மற்றும் வணிக பதிப்புகளில் இன்று உற்பத்தி செய்யப்படுவதை விட சுமார் பன்னிரண்டு மடங்கு சிறந்தது.

விஞ்ஞானிகளின் உற்சாகம் இருந்தபோதிலும், புதிய பொருட்களைப் பயன்படுத்தி உப்புநீக்கத்தின் புதிய அதி-திறமையான மற்றும் சிக்கனமான முறைகள் பரந்த வணிக பயன்பாட்டைக் கண்டறியும் என்று கேட்கப்படவில்லை. அது நடக்கும் வரை, கவனமாக இருங்கள்.