மின்சாரம் இன்றி மணிக்கு 3.4 லிட்டர் நீரை உற்பத்தி செய்யும் கொரிய சூரிய ஆவியாக்கி

கொரியாவின் மிகத் திறனுள்ள சூரிய ஆவியாக்கி

தென் கொரியாவில் உள்ள உல்சான் தேசிய அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பக் கழகத்தின் (UNIST) ஆய்வுக் குழு, ஒரு சூரிய ஒளி அலகின் கீழ் ஒரு மணி நேரத்துக்கு ஒரு சதுர மீட்டருக்கு 3.4 லிட்டர் ஆவியாக்க வீதத்தை எட்டும் சூரிய ஆற்றலில் இயங்கும் உப்புநீக்கக் கருவியை உருவாக்கியுள்ளது. வெளிப்புற மின்சாரம் எதுவுமின்றி, சூரிய ஒளியையும் La0.7Sr0.3MnO3 எனப்படும் மேம்பட்ட ஒளிவெப்பப் பொருளையும் பயன்படுத்தி, இந்த முன்மாதிரிக் கருவி கடல்நீரைக் குடிநீராக மாற்றுகிறது. சூரிய உப்புநீக்கத்தில் உள்ள மிகக் கடினமான சிக்கல்களில் ஒன்றான ஆவியாக்கி மேற்பரப்பில் உப்பு படிந்து ஒளியைத் தடுத்து செயல்திறனை நிறுத்துவதற்கும் இந்தக் கருவி தீர்வளிக்கிறது. கரைந்த உப்பை வெப்பமான மையத்திலிருந்து விளிம்புகளை நோக்கி நகர்த்துவதன் மூலம், இந்த அமைப்பு நீண்ட நேரம் தொடர்ந்து இயங்கி, திரவமாக்கிச் சேகரிக்கக்கூடிய தூய நீராவியை உற்பத்தி செய்கிறது.

UNIST-இன் ஆற்றல் மற்றும் வேதிப் பொறியியல் பள்ளியைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் ஜி ஹியூன் ஜாங் தலைமையில் மேற்கொள்ளப்பட்ட இந்த ஆய்வு, Advanced Energy Materials இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது. எளிய காகித அடிப்படையிலான நீர் உறிஞ்சும் அமைப்பையும் உயர் திறன் ஒளிவெப்ப மேற்பரப்பையும் இது ஒன்றிணைக்கிறது. நீடித்துச் செயல்படும் திறன் சோதனைகளில், 20 சதவீத உப்புச் செறிவுள்ள உப்புநீரில் இந்தக் கருவி இரண்டு வாரங்கள் நிலையாக இயங்கியது. இது வழக்கமான கடல்நீரின் 3.5 சதவீத உப்புத்தன்மையைவிட மிக அதிகம். செறிவூட்டப்பட்ட உப்புநீரைக் கடலில் மீண்டும் கொட்டுவதற்குப் பதிலாக, விளிம்புகளில் உப்பைப் படிகமாக்கிச் சேகரிப்பது உள்ளிட்ட வள மீட்புப் பயன்பாடுகளுக்கும் இதே வடிவமைப்பு உதவும் எனக் குழு கூறுகிறது.

பல பகுதிகள் நீர்ப் பற்றாக்குறையை எதிர்கொள்வதால், செயலற்ற சூரிய உப்புநீக்கத்தின் மீதான ஆர்வம் அதிகரித்து வருகிறது. பாதுகாப்பாக மேலாண்மை செய்யப்பட்ட குடிநீரைத் தொடர்ந்து பெற முடியாதவர்கள் உலகெங்கும் பில்லியன் கணக்கில் உள்ளனர். கடலோரச் சமூகங்கள் பெரும்பாலும் இயக்கச் செலவு அதிகமான, பெருமளவு உப்புநீர்க் கழிவை உருவாக்கும் டீசலில் இயங்கும் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் ஆலைகளைச் சார்ந்துள்ளன. சூரிய ஒளியை மட்டுமே பயன்படுத்தி, குறைந்த பராமரிப்புடன், மின்வலையமைப்பின் மின்சாரம் இன்றி நன்னீரை உருவாக்கும் தொகுதி அமைப்பு, தொலைதூரக் கிராமங்கள், தீவுகள், பண்ணைகள் மற்றும் பேரிடர் நிவாரண நடவடிக்கைகளில் உள்ள முக்கியத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யக்கூடும். எளிய பொருட்கள், புத்திசாலித்தனமான வடிவமைப்பு மற்றும் சூரிய ஒளி ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி, அதிக உற்பத்தித் திறன் கொண்ட ஆலைக் கட்டமைப்புக்கு மாற்றாக இந்தத் தேவையை நேரடியாகப் பூர்த்தி செய்வதை UNIST கருவி நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.

கருவி எவ்வாறு செயல்படுகிறது

UNIST வடிவமைப்பில், நீரை உறிஞ்சும் காகிதத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட தனித்துவமான தலைகீழ் L வடிவ ஆவியாக்கி பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்தக் காகிதம் லிட்மஸ் காகிதத்தைப் போலச் செயல்பட்டு, நுண்துளைத் தந்துகிச் செயலால் கடல்நீரை மேலே இழுக்கிறது. செங்குத்துப் பகுதியின் மேற்புறத்தில் La0.7Sr0.3MnO3 எனப்படும் ஒளியை உறிஞ்சும் ஒளிவெப்ப அடுக்கு அமைந்துள்ளது. இது பெரோவ்ஸ்கைட் ஆக்சைடு வகையைச் சேர்ந்தது; வரும் சூரிய ஒளியை உயர் திறனுடன் வெப்பமாக மாற்றுகிறது. கடல்நீர் இந்த வெப்பமான மேற்பரப்பை அடையும்போது விரைவாக ஆவியாகி, உப்பை விட்டுச் செல்கிறது. பின்னர் நீராவி குளிர்ச்சியான மேற்பரப்புக்குச் சென்று அங்கு திரவமாக்கப்பட்டு, நன்னீராகச் சேகரிக்கப்படுகிறது.

திரவம் பாயும் திசை இதில் முக்கிய அம்சமாகும். வெப்பமான மேற்பரப்பில் ஒரே திசையில் திரவம் நகரும் வகையில் குழு வடிவமைத்துள்ளது; இதனால் உப்புச் செறிவு படிப்படியான வேறுபாட்டை உருவாக்குகிறது. கரைந்த அயன்கள் விளிம்புகளுக்கு அருகிலுள்ள குறைந்த நீர்ச் செயல்பாட்டுப் பகுதிகளை நோக்கி நகர்ந்து, ஒளியை மறைக்காத இடங்களில் திட உப்பாகப் படிகமாகின்றன. இந்தச் சுயத் தூய்மைப்படுத்தும் விளைவு, மைய ஒளிவெப்பப் பகுதி சூரிய ஒளிக்குத் திறந்திருக்கச் செய்வதோடு, விளிம்புகளில் உப்பைப் பிடித்து அகற்றவோ மீண்டும் பயன்படுத்தவோ உதவுகிறது. பம்புகள், சவ்வுகள் அல்லது அடிக்கடி கைமுறையாகச் சுத்தம் செய்வதன் தேவையைக் குறைப்பதில் இந்த வடிவமைப்பும் திரவப் பாதையும் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன.

La0.7Sr0.3MnO3 பொருளின் சிறப்பம்சம்

இந்தக் கருவியின் மையத்தில் La0.7Sr0.3MnO3 உள்ளது; இது பெரும்பாலும் LSMO எனச் சுருக்கமாக அழைக்கப்படுகிறது. ஒளியியல் மற்றும் மின்பண்புகளைத் தேவைக்கேற்ப மாற்றக்கூடிய பொருட்களின் வகையான பெரோவ்ஸ்கைட் ஆக்சைடு இது. சூரிய மின்கலங்களில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஈயம் சார்ந்த ஹாலைடு பெரோவ்ஸ்கைட்டுகளைப் போலல்லாமல், LSMO-வில் லந்தனம், ஸ்ட்ரான்ஷியம், மாங்கனீசு ஆகியவை உள்ளன; ஆவியாகும் அல்லது நச்சுத்தன்மை கொண்ட ஈயத்தை இது சார்ந்திருக்காது. நிலைத்தன்மையும் சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பும் இன்றியமையாத நீர்ப் பயன்பாடுகளுக்கு இது ஏற்றதாக அமைகிறது.

சூரிய ஒளியின் கீழ் தூண்டப்பட்ட மின்னூட்டக் கடத்திகளை இது கையாளும் விதத்தால், ஒளிவெப்ப மாற்றியாக LSMO சிறப்பாகச் செயல்படுகிறது. எளிமையாகச் சொன்னால், இந்தப் பொருளின் மின்னணுக் கட்டமைப்பில் பொறி நிலைகள் உருவாகின்றன. ஒளி எலக்ட்ரான்களை அதிக ஆற்றல் கொண்ட நிலைகளுக்குத் தள்ளும்போது, அவற்றில் பல ஒளியை வெளியிடாமல் மீண்டும் இணைந்து, தங்கள் ஆற்றலை நேரடியாக வெப்பமாக வெளியிடுகின்றன. வெப்பமயமாக்கல் எனப்படும் இந்த ஒளியற்ற பாதை, வரும் சூரிய ஆற்றலின் பெரும் பகுதியை மேற்பரப்பில் உள்ளூர் வெப்பமாக மாற்றுகிறது. திறமையான வெப்ப வெளியீடு வெப்பநிலையை விரைவாக உயர்த்தி, கிடைக்கும் சூரிய ஒளியின் அளவுக்கேற்ப ஆவியாக்கத்தை வேகப்படுத்துகிறது.

உப்புப் படிவச் சிக்கலுக்குத் தீர்வு

உப்புப் படிவம் சூரிய உப்புநீக்கத்தை நீண்டகாலமாகத் தடுத்து வந்துள்ளது. நீர் ஆவியாகும்போது, கரைந்த உப்புகள் செறிவடைந்து இறுதியில் வெப்பமான மேற்பரப்பில் படிகமாகின்றன. இந்தப் படிகங்கள் ஒளியைச் சிதறடித்து வெப்பப் பரிமாற்றத்தைத் தடுக்கின்றன; இதனால் ஆவியாக்க வீதம் வெகுவாகக் குறைகிறது. முந்தைய பல அமைப்புகள் சில மணி நேரம் நன்றாக இயங்கினாலும், பின்னர் அவற்றைச் சுத்தம் செய்ய வேண்டியிருந்தது அல்லது உப்பைக் கழுவி அகற்றுவதற்காக நிறுத்த வேண்டியிருந்தது. சிக்கலான பூச்சுகள் அல்லது நகரும் பாகங்களுக்குப் பதிலாக, வடிவமைப்பையும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஓட்டத்தையும் பயன்படுத்தி UNIST குழு இந்தச் சவாலை எதிர்கொள்கிறது.

தலைகீழ் L வடிவமும் ஒரே திசை ஓட்டமும் நிலையான உப்புச் செறிவு வேறுபாட்டை உருவாக்கி, அயன்களை மிகப் பிரகாசமான வெப்பப் பகுதியிலிருந்து விலக்குகின்றன. விளிம்புகளில் படிகங்கள் உருவாகி வளர்வதால், அவற்றை எளிதில் சேகரிக்க முடியும். ஆய்வகச் சோதனைகளில், மொத்தக் கரைந்த உப்புகள் 20 சதவீதம் கொண்ட மிகவும் உப்பான கரைசல்களிலும் இந்தக் கருவி இரண்டு வாரங்கள் செயல்திறனுடன் இயங்கியது. தொழில்துறைச் செயல்முறைகளிலிருந்து வெளியேற்றப்படும் உப்புநீரில் இந்த அளவு வழக்கமாகக் காணப்படுகிறது; திறந்த கடல் நீரைவிட இது மிக அதிகம். எனவே, நடைமுறையில் கடல்நீரைப் பயன்படுத்துவதற்கும் உப்புநீரைச் செறிவூட்டி வளங்களை மீட்பதற்கும் இதில் போதிய செயல்திறன் இடைவெளி இருப்பதை இது சுட்டிக்காட்டுகிறது.

செயல்திறன் அளவுகள்: ஒப்பீட்டுப் பார்வை

ஒரு சூரிய ஒளி அலகின் கீழ் ஒரு மணி நேரத்துக்கு ஒரு சதுர மீட்டருக்கு 3.40 கிலோகிராம் என்பது ஆய்வில் தெரிவிக்கப்பட்ட ஆவியாக்க வீதம். ஒரு சூரிய ஒளி அலகு என்பது ஒரு சதுர மீட்டருக்கு சுமார் ஒரு கிலோவாட் என்ற நிலையான சோதனைச் சூரிய ஒளியைக் குறிக்கிறது. இதேபோன்ற சோதனைகளில் பல செயலற்ற சூரிய ஆவியாக்கிகள் ஒரு மணி நேரத்துக்கு ஒரு சதுர மீட்டருக்கு சுமார் 0.3 முதல் 0.4 கிலோகிராம் உற்பத்தி செய்கின்றன. எனவே UNIST முன்மாதிரி எட்டு முதல் பத்து மடங்கு வேகமாகச் செயல்படுகிறது. நடைமுறையில், ஒரு நாளில் கிடைக்கும் நீரின் அளவு, நாள் முழுவதும் அந்தப் பகுதியில் கிடைக்கும் சூரிய ஒளியையும் நீராவியை மீண்டும் திரவமாக்கும் ஒடுக்கியின் செயல்திறனையும் பொறுத்தது. பல மணி நேரம் வலுவான சூரிய ஒளி கிடைத்தால், தெரிவிக்கப்பட்ட வீதத்தில் இயங்கும் ஒரு சதுர மீட்டர் தொகுதி நாளொன்றுக்கு பல பத்து லிட்டர் நீரை உற்பத்தி செய்யக்கூடும். பல தொகுதிகளை இணைத்த வரிசைகள் மூலம் இதை மேலும் அதிகரிக்கலாம்.

ஆவியாக்க வீதத்தையும் விநியோகிக்கப்படும் குடிநீரின் அளவையும் வேறுபடுத்திப் பார்ப்பது அவசியம். ஆய்வக அளவீடு என்பது ஒவ்வொரு மணி நேரமும் வெப்பமான மேற்பரப்பிலிருந்து நீராவியாக வெளியேறும் பொருளின் அளவைக் கணக்கிடுகிறது. உண்மையான அமைப்புகள் அந்த நீராவியில் கிட்டத்தட்ட அனைத்தையும் தூய்மையான சேமிப்புத் தொட்டியில் பிடித்து, திரவமாக்க வேண்டும்; அதே நேரத்தில் வெப்ப இழப்பையும் குறைக்க வேண்டும். நல்ல ஒடுக்கி வடிவமைப்பு, வெப்பக் காப்பு மற்றும் ஆவியாதலின் மறைவெப்பத்தை மீண்டும் பயன்படுத்துதல் ஆகியவை, ஒட்டுமொத்த அமைப்பின் உற்பத்தியை ஆவியாக்கியின் உற்பத்திக்கு நெருக்கமாகக் கொண்டுசெல்லும். காலப்போக்கிலும் தூய்மையான ஒளிவெப்ப மேற்பரப்பு ஒளி உறிஞ்சுதலையும் வெப்ப உருவாக்கத்தையும் தக்கவைத்துக் கொள்வதால், கருவியின் உப்புப் படிவத் தடுப்பு நடத்தை நிலையான உற்பத்திக்கு முக்கியக் காரணம் என்றும் UNIST குழு சுட்டிக்காட்டுகிறது.

வழக்கமான உப்புநீக்க முறைகளுடன் ஒப்பீடு

நவீன உப்புநீக்கத்தில் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது. நகரங்களுக்கும் தொழில்துறைக்கும் பெருமளவு நன்னீரை உற்பத்தி செய்ய, உயர் அழுத்தத்தில் கடல்நீரை நுண்ணிய சவ்வுகளின் வழியாக அது செலுத்துகிறது. எனினும், இதற்குப் பல சமரசங்கள் உள்ளன. உற்பத்தி செய்யப்படும் ஒவ்வொரு கன மீட்டர் நீருக்கும் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் பல கிலோவாட் மணி மின்சாரத்தைச் செலவிடுகிறது; சவ்வுகளைப் பாதுகாக்க முன்சுத்திகரிப்பும் தேவைப்படுகிறது. மேலும், பொறுப்புடன் மேலாண்மை செய்ய வேண்டிய செறிவூட்டப்பட்ட உப்புநீரையும் வெளியேற்றுகிறது. இந்த ஆலைகளுக்கு அதிக முதலீடு தேவை; அவை பொதுவாக மின்வலையமைப்பையோ தனிப்பட்ட மின்சக்தி ஆதாரங்களையோ சார்ந்துள்ளன.

UNIST வடிவமைப்பைப் போன்ற செயலற்ற சூரிய ஆவியாக்கி, அழுத்தம், பம்புகள் மற்றும் அதிக மின்சாரத் தேவையைத் தவிர்க்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்திலும் பரப்பளவிலும் இது குறைவான நீரையே உற்பத்தி செய்கிறது; ஆனால் மின்வலையமைப்பின்றி, அமைதியாக, எளிய பராமரிப்புடன் இயங்கக்கூடும். உப்பைப் படிகமாக்கி விளிம்புகளுக்கு அனுப்பும் திறன் உப்புநீரின் அளவையும் குறைக்கிறது. ஏற்ற காலநிலை நிலவும் பகுதிகளில், தொகுதி ஆவியாக்கிகளின் தொகுப்பு வீடுகள், மருத்துவமனைகள் அல்லது பண்ணைகளுக்குக் குடிநீர் வழங்கலாம்; பெரிய அளவிலான நிறுவல்கள் சமூகங்களின் தேவைகளையும் பூர்த்தி செய்யலாம். நகரங்களைப் பொறுத்தவரை, அதிக உற்பத்தித் திறன் கொண்ட ஆலைகளுக்குப் பதிலாக சூரிய ஆவியாக்கம் வருவதற்கான வாய்ப்பு குறைவு. மாறாக, அது நம்பகத்தன்மை மிக்க காப்பு ஏற்பாடாகவோ மின்வலையமைப்பின் விளிம்பிலுள்ள தொலைதூரப் பகுதிகளுக்கான தீர்வாகவோ அமையலாம்.

பயன்பாடுகளும் செயல்படுத்தும் வழிகளும்

மின்வலையமைப்பு மின்சாரம் குறைவாகவும் பராமரிப்புக் குழுக்கள் கிடைப்பது அரிதாகவும் உள்ள இடங்களை இந்தக் கருவி இலக்காகக் கொண்டுள்ளது. தீவுச் சமூகங்கள், மீனவக் கிராமங்கள் மற்றும் கடலோரப் பண்ணைகள் இதற்குப் பொருத்தமானவை. புயல்கள், நிலநடுக்கங்கள் அல்லது மோதல்களுக்குப் பிறகு நீர் உள்கட்டமைப்பு செயலிழக்கும் மனிதாபிமான நடவடிக்கைகளும் இதில் அடங்கும். இந்தக் கருத்து தொகுதி வடிவிலானது என்பதால், சிறிய தேவைகளுக்கு ஒற்றைப் பலகைகளாகவும் அதிகத் தேவைக்கு பல தொகுதிகளைக் கொண்ட கூட்டங்களாகவும் நிறுவலாம். குறைந்த இரைச்சலும் உயர் அழுத்தக் கருவிகள் இல்லாத தன்மையும் நம்பகத்தன்மையும் பாதுகாப்பும் முக்கியமான பள்ளிகள் மற்றும் மருத்துவமனைகளுக்கும் இதைப் பொருத்தமாக்குகின்றன.

வடிவமைப்பு உப்பை விளிம்புகளுக்கு நகர்த்துவதால், இந்த அமைப்பு வள மீட்புக் கருவியாகவும் செயல்படக்கூடும். செறிவூட்டப்பட்ட திரவ உப்புநீரை வெளியேற்றுவதற்குப் பதிலாக, இயக்குநர்கள் உலர் உப்பையும் படிகமாக்கப்பட்ட பிற கனிமங்களையும் சேகரிக்கலாம். இது சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பைக் குறைத்து, சிறிய வருவாய் வாய்ப்புகளையும் உருவாக்கலாம். பல தலைகீழ் L வடிவ ஆவியாக்கிகளைப் பெரிய தொகுதிகளாக இணைக்கும் எதிர்கால வடிவங்களைப் பற்றிக் குழு முன்மொழிந்துள்ளது. களத்தில் எளிதாக நிறுவவும் பராமரிக்கவும் இது வழிவகுக்கும்.

அளவை அதிகரிப்பதும் பொறியியல் சவால்களும்

ஆய்வக முன்மாதிரிகளிலிருந்து களத்தில் பயன்படுத்தக்கூடிய கருவிகளுக்குச் செல்லும்போது, பொருட்கள், உற்பத்தி மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை ஆகியவற்றில் கவனம் தேவை. ஆவியாக்கியின் காகித உறிஞ்சு அடுக்கு பல மாதங்களுக்கு ஈரமாதல் மற்றும் உலர்தல் சுழற்சிகளைத் தாங்க வேண்டும்; கடல்வாழ் உயிரினங்களால் ஏற்படும் உயிரியல் படிவத்தையும் புறஊதாக் கதிர்களின் தாக்கத்தையும் எதிர்கொள்ள வேண்டும். ஒளிவெப்ப மேற்பரப்பு, குறைந்த சிதைவுடன் ஒளி உறிஞ்சுதலையும் வெப்ப மாற்றத்தையும் தக்கவைக்க வேண்டும். நல்ல வெப்ப நிலைத்தன்மை கொண்ட ஆக்சைடு பெரோவ்ஸ்கைட்டான LSMO இதற்கு உதவக்கூடியது. செலவைக் கட்டுப்படுத்துவதில் உற்பத்தி முறைகளும் முக்கியம். குறைந்த வெப்பநிலையில் பெரிய பரப்புகளில் ஒரே சீராகப் பூசக்கூடிய நுட்பங்கள் செலவைக் குறைத்து, உற்பத்தியில் மீள்தன்மையை மேம்படுத்தலாம்.

ஒடுக்கமும் வெப்ப மீட்பும் அமைப்பின் செயல்திறனுக்கு மையமானவை. ஒவ்வொரு கிலோகிராம் நீராவியும் அதிக அளவு மறைவெப்பத்தைக் கொண்டுள்ளது. உள்வரும் கடல்நீருடன் வெப்பத்தைப் பகிர்ந்துகொள்ளும் மேற்பரப்புகளில் நீராவியை ஒடுக்கும் வடிவமைப்புகள் அந்த ஆற்றலை மீண்டும் பயன்படுத்தி, மொத்த உற்பத்தியை உயர்த்தலாம். வெப்ப இழப்பையும் நீராவிக் கசிவையும் குறைக்கும் அதே வேளையில், அடைப்புக் கட்டமைப்புகளை எளிதில் சுத்தம் செய்யக்கூடியதாக வடிவமைக்க வேண்டும். தூசி, நீர்த்திவலைப் படிவு மற்றும் உப்புப் படிகங்கள் ஆகியவற்றை எளிய சுத்தம் செய்யும் நடைமுறைகள் மூலம் கையாள வேண்டும். மிக அதிக உப்புத்தன்மையில் மேற்கொள்ளப்பட்ட குழுவின் நீடித்துச் செயல்படும் திறன் சோதனைகள் ஊக்கமளிக்கின்றன. எனினும், கடலோரச் சூழலில் பல மாதங்கள் நடத்தப்படும் சோதனைகள் நீண்டகால உறுதித்தன்மையையும் பராமரிப்புத் தேவைகளையும் உறுதிப்படுத்த உதவும். உதவி அமைப்புகள் மற்றும் உள்ளூர் பொதுப் பயன்பாட்டு நிறுவனங்களுடனான கூட்டாண்மைகள் இந்தச் சோதனைகளுக்கு ஆதரவளித்து, வெவ்வேறு காலநிலைகளுக்கான வடிவமைப்புத் தேர்வுகளுக்கு வழிகாட்டலாம்.

காலநிலை மற்றும் நிலைத்தன்மைக் கருத்துகள்

மின்வலையமைப்பில்லாத இடங்களுக்கு சூரிய உப்புநீக்கம் தெளிவான காலநிலை நன்மைகளை வழங்குகிறது. மின்சாரத்திற்குப் பதிலாக சூரிய ஒளியைப் பயன்படுத்துவதால், டீசல் ஜெனரேட்டர்களின் எரிபொருள் நுகர்வும் உமிழ்வுகளும் தவிர்க்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், லந்தனம் மற்றும் ஸ்ட்ரான்ஷியத்தைப் பெறுவது முதல் ஒளியை உறிஞ்சும் கருவிகளையும் உறைகளையும் உற்பத்தி செய்வது வரை, பொருளின் முழு வாழ்க்கைச் சுழற்சியிலும் ஏற்படும் தாக்கங்களைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். நீடித்த பொருட்களையும் எளிய பொருத்துமுறையையும் பயன்படுத்துவது செயல்பாட்டு ஆயுளை நீட்டித்து, உற்பத்தியின்போது உருவான கார்பன் வெளியேற்றத்தைப் பல ஆண்டுகாலச் சேவையில் பகிர்ந்தளிக்க உதவும். உயர் அழுத்தப் பம்புகள் இல்லாததால் ஆற்றல் பயன்பாடும் ஒலிச் சத்தமும் குறைகின்றன; இது கடலோரச் சமூகங்களுக்கும் வன உயிரினங்களுக்கும் நன்மை பயக்கும்.

வழக்கமான ஆலைகளுடன் ஒப்பிடும்போது கழிவோட்டங்களும் வேறுபடுகின்றன. விளிம்புகளில் உப்பைப் படிகமாக்குவதன் மூலம், கடலோர நீர்ப்பகுதிகளுக்குள் செறிவூட்டப்பட்ட உப்புநீரை வெளியேற்றுவதை UNIST அணுகுமுறை குறைக்கக்கூடும். சாத்தியமான இடங்களில், சேகரிக்கப்பட்ட உப்பைத் தொழில்துறைச் செயல்முறைகளில் மீண்டும் பயன்படுத்தலாம் அல்லது உப்பளங்களுக்குப் பாதுகாப்பாகத் திருப்பி அனுப்பலாம். கடல் சூழலமைப்புகளுடன் உப்புநீக்கத்தை மேலும் இணக்கமாக்குவதற்கும், உலகளாவிய வளர்ச்சி இலக்குகளின் கீழுள்ள தூய நீர் மற்றும் சுகாதார நோக்கங்களுக்கும் இது பொருந்துகிறது. காலநிலை மாற்றத்தால் வறட்சியும் வெப்ப அலைகளும் தீவிரமடையும் நிலையில், குறைந்தபட்ச ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி ஏராளமான கடல்நீரைப் பாதுகாப்பான குடிநீராக மாற்றும் நடைமுறைப் பயன்பாட்டுக் கருவிகள் பல உள்ளூர் தழுவல் திட்டங்களில் இடம்பெறும்.

தெரிந்துகொள்ள வேண்டியவை

• UNIST ஆய்வாளர்கள் மின்சாரம் இன்றி இயங்கும் சூரிய உப்புநீக்கக் கருவியை உருவாக்கியுள்ளனர்; ஒரு சூரிய ஒளி அலகின் கீழ் ஒரு மணி நேரத்துக்கு ஒரு சதுர மீட்டருக்கு 3.40 கிலோகிராம் ஆவியாக்க வீதத்தை இது எட்டுகிறது.
• கடல்நீரை ஒளிவெப்ப மேற்பரப்புக்குக் கொண்டுசெல்ல, காகித உறிஞ்சு அடுக்கையும் தலைகீழ் L வடிவமைப்பையும் இந்தக் கருவி பயன்படுத்துகிறது.
• ஒளிவெப்ப அடுக்கு La0.7Sr0.3MnO3 என்ற ஆக்சைடு பெரோவ்ஸ்கைட் ஆகும்; ஒளியற்ற மறுஇணைவு மூலம் இது சூரிய ஒளியை வெப்பமாக மாற்றுகிறது.
• ஒரே திசை ஓட்ட அமைப்பு உப்பை விளிம்புகளுக்குத் தள்ளுவதால், வெப்பமான மையத்தில் உப்புப் படிவமும் ஒளித் தடையும் குறைகின்றன.
• வழக்கமான கடல்நீரைவிட அதிகமான 20 சதவீத உப்புள்ள கரைசல்களில், இரண்டு வாரங்கள் நிலையாக இயங்கியதை நீடித்துச் செயல்படும் திறன் சோதனைகள் காட்டின.
• வழக்கமான செயலற்ற சூரிய ஆவியாக்கிகள் ஒரு மணி நேரத்துக்கு ஒரு சதுர மீட்டருக்கு 0.3 முதல் 0.4 கிலோகிராம் உற்பத்தி செய்கின்றன; எனவே தெரிவிக்கப்பட்ட வீதம் சுமார் எட்டு முதல் பத்து மடங்கு அதிகம்.
• உப்பைச் சேகரிக்கவும், பல வழக்கமான முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது திரவ உப்புநீரை வெளியேற்றுவதைக் குறைக்கவும் இந்தக் கருத்து உதவுகிறது.
• தொகுதிகளின் வரிசைகள் மூலம் கிராமங்கள், மருத்துவமனைகள், தீவுகள் மற்றும் பேரிடர் நிவாரண நடவடிக்கைகளுக்கு மின்வலையமைப்பின்றி நீர் வழங்கலாம்.
• இந்த ஆய்வு Advanced Energy Materials இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது; பேராசிரியர் ஜி ஹியூன் ஜாங் தலைமையில், முதன்மை ஆசிரியர் டாக்டர் சௌரவ் சௌலேவுடன் மேற்கொள்ளப்பட்டது.
• களச் சோதனைகள், ஒடுக்கி வடிவமைப்பு மற்றும் அளவுபடுத்தக்கூடிய உற்பத்தி ஆகியவை நடைமுறை விளைச்சலையும் செலவையும் தீர்மானிக்கும்.