विलवणीकरण के लिए कमल के पत्ते से प्रेरित ग्राफीन सौर वाष्पीकरण यंत्र

सौर विलवणीकरण तकनीक से जुड़ी चुनौतियाँ

• धूप में उतार-चढ़ाव: बादल छाए रहने और दिन के समय में बदलाव के कारण अस्थिर तापन होता है, जिससे वाष्पीकरण दक्षता कम हो जाती है।
• कम अवशोषण दक्षता: कुछ सामग्रियों पर कम प्रकाश अवशोषण तापीय प्रदर्शन को सीमित करता है।
• लवण जमाव: लवण के क्रिस्टल वाष्पीकरणकर्ता की सतह पर जमा हो जाते हैं, जिससे जल का संपर्क अवरुद्ध हो जाता है और प्रभावशीलता कम हो जाती है।

DSLIG  इवेपोरेटर प्रौद्योगिकी के बारे में

• DSLIG का विस्तृत नाम: ‘डुअल-साइडेड सुपरहाइड्रोफोबिक लेजर-इंड्यूस्ड ग्राफीन’ (Dual-Sided Superhydrophobic Laser Induced Graphene  DSLIG)।
• इंटरफेसियल सोलर डीसैलिनैशन के लिए डिजाइन किया गया, जो जूल हीटिंग बैकअप के माध्यम से बढ़ाया गया।

आवश्यक भाग

• पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (Polyvinylidene Fluoride-PVDF): दोनों तरफ सुपरहाइड्रोफोबिसिटी (लोटस-इफेक्ट) प्रदान करता है।

• पॉलीइथरसल्फोन (Polyethersulfone-PES): यांत्रिक शक्ति एवं लचीलापन प्रदान करता है।
• लेजर-प्रेरित ग्राफीन (Laser Induced Graphene-LIG): प्रकाश अवशोषण और ऊष्मा रूपांतरण के लिए PVDF पर ग्राफीन परत बनाने के लिए लेजर का उपयोग करके उत्कीर्ण किया जाता है।

कार्य तंत्र

• सौर तापन: वाष्पीकरण (स्थानीय तापन) के लिए सतह पर जल की एक पतली परत को गर्म करता है।
• विद्युत तापन: बादल छाए रहने या कम धूप के दौरान जूल हीटिंग की क्षतिपूर्ति करता है।
• सुपरहाइड्रोफोबिसिटी: सतह पर लवण के जमाव को रोकने के लिए लवण एवं जल को हटाता है।

DSLIG प्रौद्योगिकी के लाभ

विशेषता	लाभ
डुअल हीटिंग	सभी मौसम में संचालन के लिए सौर और विद्युत तापन का संयोजन।
सुपरहाइड्रोफोबिक (Superhydrophobic)	लवण और जल को दूर रखता है, अवधि एवं दक्षता बढ़ाता है।
पर्यावरण-अनुकूल (Eco-Friendly)	कम कार्बन फुटप्रिंट और सामग्री विषाक्तता।
बहुउद्देश्यीय	अत्यधिक सांद्रित लवणीय जल और औद्योगिक अपशिष्ट का उपचार करता है।
मापनीय डिजाइन	आउटपुट बढ़ाने के लिए कई DSLIG इकाइयों को एक साथ रखा जा सकता है।
प्रभावी लागत	सस्ते, सतत्  पॉलिमर (PVDF + PES) का उपयोग करता है।

अन्य विलवणीकरण प्रौद्योगिकियाँ

विलवणीकरण प्रौद्योगिकियों को कार्य सिद्धांत के आधार पर मुख्य रूप से दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है:-

तापीय विलवणीकरण तकनीक (Thermal Desalination Techniques)

• परिभाषा: तापीय विधियों में, लवणीय जल को गर्म किया जाता है और परिणामस्वरूप उत्पन्न जल वाष्प को संघनित करके ताजा जल तैयार किया जाता है।
• ये तकनीकें प्राकृतिक जल चक्र की नकल करती हैं और ये विशेष रूप से प्रचुर तापीय ऊर्जा वाले क्षेत्रों में समुद्री जल विलवणीकरण के लिए सबसे उपयुक्त हैं।

झिल्ली-आधारित विलवणीकरण तकनीक (Membrane-Based Desalination Techniques)

• परिभाषा: इन विधियों में दबाव या विद्युत विभव लगाकर लवणीय जल में घुले हुए लवणों और अशुद्धियों को छानने के लिए अर्द्ध-पारगम्य झिल्लियों का उपयोग किया जाता है।
• जहाँ विद्युत उपलब्ध हो और रासायनिक संदूषण न्यूनतम हो, वहाँ इसे प्राथमिकता दी जाती है।

विधि	विवरण	उपयोग / लाभ
मल्टी-स्टेज फ्लैश डिस्टिलेशन (Multi Stage Flash Distillation-MSF)	समुद्री जल को गर्म किया जाता है तथा घटते दाब में कई चरणों में तेजी से वाष्पित किया जाता है।	मध्य पूर्व में तेल अधिशेष के कारण ऊर्जा आवश्यकताओं के लिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
मल्टी इफेक्ट डिस्टिलेशन (Multiple Effect Distillation-MED)	समुद्री जल को पिछले चरण की भाप का उपयोग करके कई बर्तनों (प्रभावों) में वाष्पित किया जाता है।	MSF की तुलना में अधिक ऊर्जा कुशल; कम तापमान पर परिचालन।
वाष्प संपीडन (Vapour Compression-VC)	फीडवॉटर को गर्म करने के लिए वाष्प को पुनः चक्रित करने हेतु यांत्रिक या थर्मल कम्प्रेसर का उपयोग किया जाता है।	कॉम्पैक्ट डिजाइन, छोटे पैमाने या पोर्टेबल सेटअप के लिए आदर्श है।

विधि	विवरण	लाभ / उपयुक्तता
रिवर्स ऑस्मोसिस (Reverse Osmosis-RO)	फीडवाटर को उच्च दाब में एक झिल्ली के माध्यम से बल लगाकर आगे बढ़ाया जाता है, जिससे केवल जल के अणु ही गुजर पाते हैं।	दुनिया भर में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है; अत्यधिक ऊर्जा कुशल है।
इलेक्ट्रोडायलिसिस (Electrodialysis-ED)	आयनों को आयन-चयनात्मक झिल्लियों के माध्यम से प्रवाहित करने तथा लवणों को जल से अलग करने के लिए विद्युत क्षेत्र आरोपित किया जाता है।	मध्यम लवणता वाले खारे जल के लिए सबसे उपयुक्त है।
नैनोफिल्ट्रेशन (Nanofiltration-NF)	RO के समान, लेकिन बड़े छिद्र झिल्ली का उपयोग करता है; द्विसंयोजी लवण और कार्बनिक यौगिकों को हटाता है।	कम ऊर्जा लागत, कम अपशिष्ट, कठोर जल को मृदु बनाने के लिए उपयुक्त है।

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