30ನೇ ಮೇ 2023
-ಮೊಹಮ್ಮದ್ ಅಜೆರುದ್ದೀನ್
ಬೇಸಿಗೆ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ನೀರಿನ ಅಭಾವದ ಆತಂಕ ಕೂಡ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಶುದ್ಧ ಕುಡಿಯುವ ನೀರಿನ ಲಭ್ಯತೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಸಂಭಾವ್ಯ ಪರಿಹಾರವಾಗಿ ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ (ಐಐಎಸ್‌ಸಿ) ಸಂಶೋಧಕರು ಸೂರ್ಯನ ಶಾಖ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಹೊಸದಾದ ಉಷ್ಣೀಯ ನಿರ್ಲವೀಕರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ನೀರಿನ ನಿರ್ಲವೀಕರಣ ಮಾಡಲು ಪದರಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ರಿವರ್ಸ್ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣೀಯ ನಿರ್ಲವೀಕರಣ ಪದ್ಧತಿ, ಇವೆರಡು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚು ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿರುವ ವಿಧಾನಗಳಾಗಿವೆ. ಆದರೆ ಈ ಎರಡೂ ವಿಧಾನಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬೇಡುತ್ತವೆ.
ಉಷ್ಣೀಯ ನಿರ್ಲವೀಕರಣ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಲವಣಾಂಶವಿರುವ ನೀರನ್ನು ಮೊದಲಿಗೆ ಬಿಸಿಯಾಗಿಸಿ, ಆಮೇಲೆ ಅದರ ಆವಿಯನ್ನು ಘನೀಕರಿಸಿ, ಕುಡಿಯಲು ಯೋಗ್ಯವಾದ ತಾಜಾ ನೀರು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ, ಇಲ್ಲಿ ನೀರನ್ನು ಆವಿಯಾಗಿಸಲು (ಭಾಷ್ಪೀಕರಿಸಲು) ಬೇಕಾದ ಶಕ್ತಿಗಾಗಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನು ಅಥವಾ ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಇದಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗಿ, ಸೋಲಾರ್ ಸ್ಟಿಲ್ ಗಳ ಬಳಕೆಯು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಪರ್ಯಾಯ ಮಾರ್ಗವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಸಂಗ್ರಹಾಗಾರಗಳಲ್ಲಿ ನೀರನ್ನು ಆವಿಯಾಗಿಸಲು ಸೌರಶಕ್ತಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಪಾರದರ್ಶಕ ಮೇಲ್ಛಾವಣಿಯಲ್ಲಿ ಘನೀಕರಣಗೊಳ್ಳುವ ಆವಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಘನೀಕರಣದ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಛಾವಣಿಯ ಮೇಲ್ಮೈ ಮೇಲೆ ನೀರಿನ ತೆಳುವಾದ ಪದರ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದು, ಜಲಸಂಗ್ರಹಗಾರವನ್ನು ಒಳ ಪ್ರವೇಶಿಸಬಲ್ಲ ಸೌರಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣ ತಗ್ಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದಾಗಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಇಳಿಮುಖವಾಗುತ್ತದೆ.
ಐಐಎಸ್‌ಸಿ ತಂಡದವರು ಸೌರಶಕ್ತಿ ಚಾಲಿತ ನಿರ್ಲವೀಕರಣ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಸೋಲಾರ್ ಸ್ಟಿಲ್ ಗಳಿಗೆ ಬದಲಾಗಿ ಹೊಸ ವಿನ್ಯಾಸ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಇಂಧನ ಕ್ಷಮತೆಯ, ಕಡಿಮೆ ಬೆಲೆಯ ಹಾಗೂ ಬೇಕೆಂದ ಕಡೆಗೆ ಸಾಗಿಸಬಲ್ಲ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. “ಹೀಗಾಗಿ, ಇದು ನಿರಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಪೂರೈಕೆ ಅನುಕೂಲವಿಲ್ಲದ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಉಪಯೋಗಕರ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗದ ಸಹ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾದ ಹಾಗೂ ಈ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿಯ ಸಹ ಲೇಖಕರಾದ ಸುಸ್ಮಿತಾ ದಾಶ್.
ದಾಶ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಪಿಎಚ್. ಡಿ. ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ ನಬಜಿತ್ ದೇಕಾ ಅವರು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಲವಣಯುಕ್ತ ನೀರಿನ ಸಂಗ್ರಹಗಾರ ಕೋಶ, ಒಂದು ಎವಾಪೊರೇಟರ್ ಮತ್ತು ಸುತ್ತಲ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣದ ನಷ್ಟ ತಡೆಯುವುದಕ್ಕಾಗಿ ಅವಾಹಕ ಚೇಂಬರ್ ನೊಳಗೆ ಅಳವಡಿಸಲಾದ ಒಂದು ಕಂಡೆನ್ಸರ್, ಇವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.
ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಒರಟು ಮೇಲ್ಮೈನಿಂದ ಕೂಡಿದ ಎವಾಪೊರೇಟರ್ ಒಳಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ನೀರನ್ನು ಭಾಷ್ಪೀಕರಿಸಲು ಸೌರ ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ, ಎವಾಪೊರೇಟರಿನೊಳಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ದ್ರವವು ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಎಫೆಕ್ಟ್ ಎಂಬ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಣಾಮವು, ದ್ರವವು ರಂಧ್ರಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ವಸ್ತುವಿನೆಡೆಗೆ ಸೆಳೆಯಲ್ಪಡಲು ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಸ್ಪಂಜು ನೀರನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಸೆಳೆದು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವುದಕ್ಕೆ ಇದನ್ನು ಹೋಲಿಸಬಹುದು. “ಈ ವಿಧಾನ ಅನುಸರಿಸುವುದರಿಂದ ಜಲಸಂಗ್ರಹ ಘಟಕದಲ್ಲಿರುವ ಅಷ್ಟೂ ದ್ರವವನ್ನು ಬಿಸಿಯಾಗಿಸುವುದು ತಪ್ಪುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಇಂಧನ ಕ್ಷಮತೆ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ” ಎಂಬುದು ದಾಶ್ ಅವರ ವಿವರಣೆ.
ತಂಡದ ಸಂಶೋಧಕರು ಅಲ್ಯುಮಿನಿಯಂ ಲೋಹದಿಂದ ಮಾಡಲಾದ ಎವಾಪೊರೇಟರಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಮೇಲೆ ಸಣ್ಣ ಸಣ್ಣ ಕುಳಿಗಳನ್ನು ಕೆತ್ತನೆ ರೂಪಿಸಿದರು. “ಈ ಕುಳಿಗಳ ಗಾತ್ರ ಹಾಗೂ ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಅಂತರ, ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನ ಇವುಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸುವುದು ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿತ್ತು” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ದೇಕಾ.
ಇನ್ನು, ನಿರ್ಲವೀಕರಣ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ನ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಕಡೆಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಸೌರಶಕ್ತಿ ಚಾಲಿತ ನಿರ್ಲವೀಕರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಇದರ ಪಾತ್ರ ಕೂಡ ಮುಖ್ಯ ಎಂಬುದನ್ನು ನಮ್ಮ ತಂಡ ಮನಗಂಡಿತ್ತು.
ಹೀಗಾಗಿ, ಘನೀಕರಣ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಸೋಲಾರ್ ಸ್ಟಿಲ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಪದರ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ತಡೆಯಲು ದಾಶ್ ಮತ್ತು ದೇಕಾ ಅವರು ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್, ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಒಂದರ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಮತ್ತೊಂದನ್ನು ಇರಿಸಿ ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಅನ್ನು ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಟ್ ಮಾಡಿದರು. “ಇಲ್ಲಿ, ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ಮೇಲೆ ಸಾಂದ್ರಗೊಳ್ಳುವ ಹನಿಗಳು ಸೂಪರ್ ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಮೇಲ್ಮೈ ನೆಡೆಗೆ ಸೆಳೆಯಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಮೇಲ್ಮೈಯು ಪುನಃ ಹೊಸದಾಗಿ ದ್ರವದ ಹನಿಗಳ ಸಾಂದ್ರಗೊಳ್ಳುವಿಕೆಗೆ ಸಿದ್ಧವಾಗುತ್ತದೆ” ಎಂದು ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ ದಾಶ್.
ಘನೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವೇಳೆ ಒಂದಷ್ಟು ಪ್ರಮಾಣದ ಶಾಖ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಪಸರಿಸಿ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವುಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡದವರು, ಘನೀಕರಣದ ವೇಳೆ ಬಿಡುಗಡೆಗೊಳ್ಳುವ ಶಾಖವು ಅದರೊಳಗೇ ಸೆರೆಯಾಗುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದರು. ಈ ಶಾಖವನ್ನು ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ನ ಹಿಂಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾದಬ ಬೇರೊಂದು ಎವಾಪೋರೇಟರ್ ನಲ್ಲಿನ ನೀರನ್ನು ಬಿಸಿಗೊಳಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ, ಒಟ್ಟಾರೆ ಬೇಕಾಗುವ ಸೌರಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಹಾಗೂ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕ್ಷಮತೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲದೆ ತಂಡದವರು ಹಲವಾರು ಎವಾಪರೇಟರ್ ಮತ್ತು ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಗಳನ್ನು ಜೋಡಣೆಗೊಳಿಸಿ ಬಹುಹಂತದ ಸೌರಶಕ್ತಿ ಚಾಲಿತ ನಿರ್ಲವೀಕರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ರೂಪಿಸಿದರು.
ಈ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಮೀಟರ್ ಉದ್ದ X ಎರಡು ಮೀಟರಿನಷ್ಟು (1 m2) ಅಗಲದ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಪ್ರತಿ 30 ನಿಮಿಷಕ್ಕೆ ಒಂದು ಲೀಟರ್ ಕುಡಿಯಲು ಯೋಗ್ಯವಾದ ನೀರು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಇದು, ಇಷ್ಟೇ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸೋಲಾರ್ ಸ್ಟಿಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಬಹುದಾದ ನೀರಿಗಿಂತ ಕನಿಷ್ಠ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಕೇವಲ ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ನಿರ್ಲವೀಕರಣಕ್ಕೆ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಕರಗಿದ ಲವಣಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ಸವಳು ಅಂತರ್ಜಲದ ನಿರ್ಲವೀಕರಣಕ್ಕೂ ಉಪಯುಕ್ತ. ಹಗಲು ಹೊತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಆಗಸದಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗುವ ಸೂರ್ಯನ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಇದನ್ನು ಸರಿ ಹೊಂದಿಸಬಹುದಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಈಗ ಸಂಶೋಧಕರು ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಬಗ್ಗೆ, ಅದರ ಬಾಳಿಕೆ ಅವಧಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಬಗ್ಗೆ ಹಾಗೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಕುಡಿಯುವ ನೀರು ಪಡೆಯುವ ಬಗ್ಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರತರಾಗಿದ್ದಾರೆ. ಇದು ಸಾಧ್ಯವಾದರೆ ಇದನ್ನು ಗೃಹಬಳಕೆಗೆ ಮತ್ತು ವಾಣಿಜ್ಯ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗೆ ಅಳವಡಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದು ತಜ್ಞರ ಅಭಿಪ್ರಾಯವಾಗಿದೆ.
ಉಲ್ಲೇಖ:
ದೇಕಾ ಎನ್, ದಾಶ್ ಎಸ್, Multistage interfacial thermal desalination system with metallic evaporators, Desalination (2023).
ಸಂಪರ್ಕಿಸಿ:
ಸುಸ್ಮಿತಾ ದಾಶ್
ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು
ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗ
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (ಐಐಎಸ್‌ಸಿ)
ಫೋನ್: +91 (80) 2293 2962
ನಬಜಿತ್ ದೇಕಾ
ಪಿಎಚ್.ಡಿ. ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ
ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗ
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (ಐಐಎಸ್‌ಸಿ)
ಪರ್ತಕರ್ತರಿಗೆ ಸೂಚನೆ:
ಅ) ಈ ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಯನ್ನು ಅಥವಾ ಇದರ ಯಾವುದೇ ಭಾಗವನ್ನು ಯಥಾವತ್ತಾಗಿ ಸುದ್ದಿಯಾಗಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿದರೆ ದಯವಿಟ್ಟು ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ. ಹೆಸರಿನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಕಟಿಸಿ.
——000—–
