म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजी प्रेस अफिसको वेबसाइटबाट डाउनलोड गरिएका छविहरू गैर-लाभकारी संस्थाहरू, मिडिया र जनताका लागि क्रिएटिभ कमन्स एट्रिब्युसन गैर-वाणिज्यिक नो डेरिभेटिभ लाइसेन्स अन्तर्गत उपलब्ध छन्।तपाईंले प्रदान गरिएका छविहरू परिमार्जन गर्न सक्नुहुन्न जबसम्म तिनीहरू सही साइजमा काटिएका छैनन्।छविहरू खेल्दा क्रेडिट प्रयोग गर्नुपर्छ;यदि यो तल सूचीबद्ध छैन भने, छविलाई "MIT" मा लिङ्क गर्नुहोस्।
म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीका अन्वेषकहरूले १० किलोग्रामभन्दा कम तौलको पोर्टेबल डिसेलिनेशन उपकरण विकास गरेका छन् जसले पिउने पानी उत्पादन गर्न कण र नुन हटाउँछ।
सुटकेस आकारको यन्त्रले फोन चार्जर भन्दा कम पावर प्रयोग गर्छ र सानो पोर्टेबल सोलार प्यानलद्वारा पनि सञ्चालित गर्न सकिन्छ जुन लगभग $ 50 मा अनलाइन खरिद गर्न सकिन्छ।यसले स्वचालित रूपमा विश्व स्वास्थ्य संगठनको मापदण्डभन्दा बढी पिउने पानी उत्पादन गर्छ।टेक्नोलोजी एक प्रयोगकर्ता-अनुकूल उपकरणमा प्याकेज गरिएको छ जुन मा काम गर्दछएक बटन थिच्नुहोस्.
अन्य पोर्टेबल पानी निर्माताहरू जस्तो नभई फिल्टरबाट पार गर्न पानी चाहिन्छ, यो यन्त्रले पिउने पानीबाट कणहरू हटाउन बिजुली प्रयोग गर्दछ।फिल्टर प्रतिस्थापन आवश्यक पर्दैन, लामो समयसम्म मर्मतसम्भारको आवश्यकतालाई कम गर्दै।
यसले एकाइलाई दुर्गम र अत्यधिक संसाधन-प्रतिबन्धित क्षेत्रहरूमा तैनाथ गर्न अनुमति दिन सक्छ, जस्तै साना टापुहरूमा समुदायहरू वा अपतटीय कार्गो जहाजहरूमा।यसलाई प्राकृतिक प्रकोपबाट भागेका शरणार्थी वा दीर्घकालीन सैन्य कार्यमा संलग्न सैनिकहरूलाई मद्दत गर्न पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।
"यो साँच्चै मेरो र मेरो टोलीको लागि १० वर्षको यात्राको परिणति हो।वर्षौंदेखि हामीले विभिन्न डिसेलिनेशन प्रक्रियाहरू पछाडिको भौतिक विज्ञानमा काम गरिरहेका छौं, तर यी सबै प्रगतिहरूलाई एउटा बाकसमा राखेर, प्रणाली निर्माण गर्ने र समुद्रमा गर्ने।यो मेरो लागि धेरै इनामदायी र इनामदायी अनुभव भएको छ, "विद्युत इन्जिनियरिङ्, कम्प्युटर विज्ञान, र बायोइन्जिनियरिङका प्राध्यापक र इलेक्ट्रोनिक्स रिसर्च ल्याबोरेटरी (RLE) का सदस्य वरिष्ठ लेखक जोङग्युन हानले भने।
खानसँग पहिलो लेखक जुंग्यो युन, आरएलई फेलो, ह्युकजिन जे. क्वोन, पूर्व पोस्टडक्टोरल फेलो, सुङ्कु काङ, उत्तरपूर्वी विश्वविद्यालयका पोस्टडक्टोरल फेलो र अमेरिकी सेनाको लडाई क्षमता विकास कमाण्ड (DEVCOM) एरिक ब्रेकले साथ दिए।यो अध्ययन Environmental Science & Technology जर्नलमा अनलाइन प्रकाशित भएको थियो ।
यूनले व्याख्या गरे कि व्यावसायिक पोर्टेबल डिसेलिनेशन प्लान्टहरूलाई सामान्यतया फिल्टरहरू मार्फत पानी चलाउन उच्च-दबाव पम्पहरू चाहिन्छ, जुन इकाईको ऊर्जा दक्षतामा सम्झौता नगरी सानो गर्न गाह्रो हुन्छ।
यसको सट्टा, तिनीहरूको यन्त्र आयन-केन्द्रीकरण ध्रुवीकरण (ICP) भनिने प्रविधिमा आधारित छ, जुन खानको समूहले १० वर्षअघि अघि बढाएको थियो।पानी फिल्टर गर्नुको सट्टा, ICP प्रक्रियाले जलमार्गको माथि र तल अवस्थित झिल्लीमा विद्युतीय क्षेत्र लागू गर्दछ।जब नुन अणुहरू, ब्याक्टेरिया र भाइरसहरू सहित सकारात्मक वा नकारात्मक रूपमा चार्ज गरिएका कणहरू झिल्लीबाट गुजर्छन्, तिनीहरू त्यसबाट भगाउँछन्।चार्ज गरिएका कणहरू पानीको दोस्रो धारामा निर्देशित हुन्छन्, जुन अन्ततः बाहिर निकालिन्छ।
यस प्रक्रियाले घुलनशील र निलम्बित ठोसहरू हटाउँछ, सफा पानी च्यानलहरू मार्फत जान अनुमति दिन्छ।किनभने यसलाई केवल कम चाप पम्प चाहिन्छ, ICP ले अन्य प्रविधिहरू भन्दा कम ऊर्जा प्रयोग गर्दछ।
तर ICP ले सधैं च्यानलको बीचमा तैरिरहेको सबै नुन हटाउँदैन।त्यसैले अन्वेषकहरूले बाँकी नुन आयनहरू हटाउन इलेक्ट्रोडायलिसिस भनिने दोस्रो प्रक्रिया लागू गरे।
युन र कांगले ICP र इलेक्ट्रोडायलिसिस मोड्युलहरूको सही संयोजन फेला पार्न मेसिन लर्निङ प्रयोग गरे।इष्टतम सेटअपमा दुई चरणको ICP प्रक्रिया हुन्छ जहाँ पानी पहिलो चरणमा छवटा मोड्युलहरू मार्फत जान्छ, त्यसपछि दोस्रो चरणमा तीनवटा मोड्युलहरू मार्फत, त्यसपछि इलेक्ट्रोडायलिसिस प्रक्रिया हुन्छ।यो प्रक्रिया आत्म-सफाई गर्दा ऊर्जा खपत कम गर्दछ।
"यद्यपि यो सत्य हो कि केहि चार्ज गरिएका कणहरू आयन एक्सचेन्ज झिल्ली द्वारा कब्जा गर्न सकिन्छ, यदि तिनीहरू फसेका छन् भने, हामी सजिलैसँग विद्युतीय क्षेत्रको ध्रुवता परिवर्तन गरेर चार्ज गरिएका कणहरू हटाउन सक्छौं," युनले बताए।
तिनीहरूले आफ्नो ऊर्जा दक्षता सुधार गर्न र तिनीहरूलाई पोर्टेबल एकाइहरूमा फिट गर्न अनुमति दिन आईसीपी र इलेक्ट्रोडायलिसिस मोड्युलहरू संकुचित र भण्डारण गरे।अन्वेषकहरूले गैर-विशेषज्ञहरूका लागि स्वचालित डिसेलिनेसन र सफा गर्ने प्रक्रिया मात्र एकबाट सुरु गर्न एक उपकरण विकास गरेका छन्।टांक।एक पटक लवणता र कण गणना निश्चित थ्रेसहोल्ड भन्दा तल आएपछि, यन्त्रले प्रयोगकर्ताहरूलाई पानी पिउन तयार छ भनेर सूचित गर्दछ।
अन्वेषकहरूले स्मार्टफोन एप पनि बनाएका छन् जसले यन्त्रलाई ताररहित रूपमा नियन्त्रण गर्छ र ऊर्जा खपत र पानीको लवणतामा वास्तविक-समय डेटा रिपोर्ट गर्दछ।
लवणता र टर्बिडिटी (टर्बिडिटी) को विभिन्न डिग्री को पानी संग प्रयोगशाला प्रयोग पछि, यन्त्र बोस्टन को कार्सन बीच मा क्षेत्र मा परीक्षण गरियो।
युन र क्वोनले बाकसलाई किनारमा राखे र फिडरलाई पानीमा फ्याँकिदिए।करिब आधा घण्टा पछि, उपकरणले सफा पिउने पानीले प्लास्टिकको कप भर्यो।
"यो धेरै रोमाञ्चक र आश्चर्यजनक थियो कि यो पहिलो प्रक्षेपणमा पनि सफल भयो।तर मलाई लाग्छ कि हाम्रो सफलताको मुख्य कारण यी सबै साना सुधारहरूको संचय हो जुन हामीले बाटोमा गरेका थियौं, ”खानले भने।
नतिजाको पानीले विश्व स्वास्थ्य संगठनको गुणस्तर मापदण्डभन्दा बढी छ, र स्थापनाले निलम्बित ठोस पदार्थको मात्रा कम्तिमा 10 गुणा घटाउँछ।तिनीहरूको प्रोटोटाइपले 0.3 लिटर प्रति घण्टाको दरमा पिउने पानी उत्पादन गर्दछ र प्रति लिटर 20 वाट-घण्टा मात्र खपत गर्दछ।
खानका अनुसार पोर्टेबल प्रणालीको विकासमा सबैभन्दा ठूलो चुनौती भनेको सबैले प्रयोग गर्न सक्ने सहज उपकरण बनाउनु हो।
युनले स्टार्टअप मार्फत प्रविधिलाई व्यापारिकरण गर्ने आशा राखेका छन् उसले उपकरणलाई थप प्रयोगकर्ता-अनुकूल बनाउन र यसको ऊर्जा दक्षता र कार्यसम्पादन सुधार गर्न लन्च गर्ने योजना बनाएको छ।
प्रयोगशालामा, खानले विगत दशकमा सिकेका पाठहरू डिसेलिनेशनभन्दा बाहिर पानीको गुणस्तरका समस्याहरूमा लागू गर्न चाहन्छन्, जस्तै पिउने पानीमा प्रदूषकहरूको द्रुत पहिचान।
"यो पक्कै पनि रोमाञ्चक परियोजना हो र हामीले अहिलेसम्म गरेको प्रगतिमा मलाई गर्व छ, तर अझै धेरै काम गर्न बाँकी छ," उनले भने।
उदाहरणका लागि, जब "इलेक्ट्रोमेम्ब्रेन प्रक्रियाहरू प्रयोग गरेर पोर्टेबल प्रणालीहरूको विकास अफ-ग्रिड साना-स्तरीय पानी डिसेलिनेशनको लागि मौलिक र चाखलाग्दो अवसर हो," प्रदूषणको प्रभावहरू, विशेष गरी यदि पानी उच्च टर्बिडिटी छ भने, मर्मत आवश्यकताहरू र ऊर्जा लागतहरूमा उल्लेखनीय वृद्धि गर्न सक्छ। , न्यु योर्क विश्वविद्यालयको अबु धाबी वाटर रिसर्च सेन्टरका प्रोफेसर इन्जिनियर र निर्देशक निदाल हिलाल नोट गर्छन्, जो यस अध्ययनमा संलग्न थिएनन्।
"अर्को सीमितता महँगो सामग्रीको प्रयोग हो," उनले थपे।"सस्तो सामग्री प्रयोग गरी समान प्रणालीहरू हेर्न यो रोचक हुनेछ।"
यो अध्ययन DEVCOM सोल्जर सेन्टर, अब्दुल लतीफ जमील वाटर एण्ड फूड सिस्टम्स ल्याबोरेटरी (J-WAFS), प्रायोगिक आर्टिफिसियल इन्टेलिजेन्समा नर्थइस्टर्न युनिभर्सिटी पोस्टडक्टोरल फेलोशिप प्रोग्राम, र आर्टिफिसियल इन्टेलिजेन्सको रु इन्स्टिच्युट द्वारा वित्त पोषित गरिएको थियो।
एमआईटीको इलेक्ट्रोनिक्स अनुसन्धान प्रयोगशालाका अन्वेषकहरूले पोर्टेबल वाटरमेकरको विकास गरेका छन् जसले समुद्री पानीलाई सुरक्षित पिउने पानीमा परिणत गर्न सक्छ, फॉर्च्युनको इयान माउन्टका अनुसार।माउन्टले लेखेका छन् कि अनुसन्धान वैज्ञानिक जोंगयुन खान र स्नातक विद्यार्थी ब्रुस क्रफोर्डले उत्पादनलाई व्यवसायिकरण गर्न नोना टेक्नोलोजी स्थापना गरेका थिए।
म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीका अनुसन्धानकर्ताहरूले "वाष्पीकरणका धेरै तहहरू मिलेर एक फ्रि-फ्लोटिंग डिसेलिनेशन उपकरण विकास गरेका छन् जसले पानीको बाफको संक्षेपणबाट तातो पुन: प्राप्त गर्दछ, यसको समग्र दक्षता बढाउँछ," CNN रिपोर्टका नील नेल लुइसले रिपोर्ट गरे।"अनुसन्धानकर्ताहरूले सुझाव दिए कि यसलाई समुद्रमा तैरिरहेको प्यानलको रूपमा कन्फिगर गर्न सकिन्छ, ताजा पानीलाई किनारमा पाइप हाल्न सकिन्छ, वा यसलाई समुद्री पानीको ट्याङ्कीमा प्रयोग गरेर एकल घरपरिवारको सेवा गर्न डिजाइन गर्न सकिन्छ," लुइसले लेखे।
एमआईटीका अनुसन्धानकर्ताहरूले एउटा सुटकेस आकारको पोर्टेबल डिसेलिनेशन उपकरण विकास गरेका छन् जसले नुन पानीलाई पिउने पानीमा परिणत गर्न सक्छ।एक बटन थिच्नुहोस्, फास्ट कम्पनीका एलिसावेटा एम. ब्रान्डन रिपोर्ट गर्छन्।यो उपकरण "दुर्गम टापुहरू, अपतटीय कार्गो जहाजहरू, र पानीको नजिक शरणार्थी शिविरहरूमा मानिसहरूका लागि एक आवश्यक उपकरण हुन सक्छ," ब्रान्डनले लेखे।
मदरबोर्ड रिपोर्टर अड्रे कार्लटन लेख्छन् कि एमआईटी अनुसन्धानकर्ताहरूले "फिल्टररहित, पोर्टेबल डिसेलिनेशन उपकरण विकसित गरेका छन् जसले नुन, ब्याक्टेरिया र भाइरसहरू जस्ता चार्ज गरिएका कणहरू हटाउन सौर्य-उत्पन्न विद्युतीय क्षेत्रहरू प्रयोग गर्दछ।"बढ्दो समुद्री सतहका कारण अभाव सबैको लागि बढ्दो समस्या हो।हामी अन्धकार भविष्य चाहँदैनौं, तर हामी मानिसहरूलाई यसको लागि तयार हुन मद्दत गर्न चाहन्छौं। ”
एमआईटीका अनुसन्धानकर्ताहरूले विकास गरेको नयाँ पोर्टेबल सौर्य ऊर्जाबाट चल्ने डिसेलिनेशन यन्त्रले पिउने पानी उत्पादन गर्न सक्छ।बटनको स्पर्शडेली बिस्टको टोनी हो ट्रानका अनुसार।"उपकरण परम्परागत वाटरमेकरहरू जस्तै कुनै पनि फिल्टरहरूमा निर्भर हुँदैन," ट्रानले लेखे।"बरु, यसले पानीबाट नुन कणहरू जस्ता खनिजहरू हटाउनको लागि पानीलाई विद्युतीय माध्यमबाट निकाल्छ।"