ജലസ്രോതസ്സുകൾ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു സുസ്ഥിര മാർഗമെന്ന നിലയിൽ, അപര്യാപ്തമായ ശുദ്ധജല സ്രോതസ്സുകളുടെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനും ജലക്ഷാമം പരിഹരിക്കുന്നതിനും സോളാർ ഡീസലൈനേഷന് വലിയ സാധ്യതയുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, പരമ്പരാഗത കടൽജല ഡീസലൈനേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് പലപ്പോഴും ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം, സങ്കീർണ്ണമായ ഉപകരണങ്ങൾ, ഉയർന്ന വില തുടങ്ങിയ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാകാറുണ്ട്.
സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, നാനോ മെറ്റീരിയലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പുതിയ ഡീസലൈനേഷൻ കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ക്രമേണ ഗവേഷകരുടെ ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു. ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് കുറച്ച ഗ്രാഫീൻ, ഒരു പുതിയ ദ്വിമാന വസ്തുവായി, സൗരോർജ്ജ ഡീസലൈനേഷനിൽ ഗണ്യമായ സാധ്യതകൾ കാണിച്ചിട്ടുണ്ട്.
പരമ്പരാഗത ഡീസലൈനേഷൻ കോട്ടിംഗ് വസ്തുക്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, മികച്ച ചാലകത, ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം, നല്ല രാസ സ്ഥിരത എന്നീ ഗുണങ്ങൾ rGO-യ്ക്കുണ്ട്, കൂടാതെ ഡീസലൈനേഷൻ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, rGO യിൽ തന്നെ അഗ്രഗേഷൻ, ഡിപ്പോസിഷൻ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ട്, ഇത് അതിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെയും സ്ഥിരതയെയും കുറയ്ക്കുന്നു. അതിനാൽ, മെലാമൈൻ ഫോം / rGO കോമ്പോസിറ്റ് കോട്ടിംഗ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഫോം മെറ്റീരിയലുകളിൽ rGO ഉറപ്പിക്കുന്നത് ഡീസലൈനേഷൻ കാര്യക്ഷമതയും സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു ഫലപ്രദമായ മാർഗമായി മാറിയിരിക്കുന്നു.
ഉപരിതല പരിഷ്കരണത്തിലൂടെയും ഫോം മെറ്റീരിയലിന്റെ കാരിയർ ഗുണങ്ങളെ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെയും, വെള്ളത്തിലെ ഉപ്പ് അയോണുകളുമായുള്ള സമ്പർക്ക വിസ്തീർണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഞങ്ങൾ ഫോം ഉപരിതലത്തിൽ rGO ഏകതാനമായി ഉറപ്പിച്ചു. അതേസമയം, ഡീസലൈനേഷൻ കാര്യക്ഷമതയും സ്ഥിരതയും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനായി rGO കോട്ടിംഗിന്റെ ഘടനയും കനവും നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.
ഉപ്പുവെള്ളം നീക്കം ചെയ്യുന്ന രീതിയെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനായി, ഞങ്ങൾ ഒരു കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് (rGO) നുരയും തയ്യാറാക്കിയിട്ടുണ്ട്. ഗ്രാഫീൻ ട്രയോക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയ്ക്ക് അന്തർലീനമായ പോറസ് മൈക്രോസ്ട്രക്ചറും ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റിയും ഉണ്ട്, ഇത് നല്ല ഈർപ്പക്ഷമത കൈവരിക്കാനും ബാഷ്പീകരണ മേഖലയിലേക്ക് വെള്ളം ആകർഷിക്കാനും അനുവദിക്കുന്നു, ഉപ്പ് അവശിഷ്ടം ഒഴിവാക്കിക്കൊണ്ട് വെള്ളം വേഗത്തിൽ നിറയ്ക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.
ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയുടെ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനത്തിന് 89.6kW m−1 സൗരോർജ്ജ ഇന്ധനത്തിൽ 2% സ്ഥിരമായ ബാഷ്പീകരണ കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. ഈ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനത്തിന് ഉയർന്ന സൗരോർജ്ജ-താപ പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമതയും നല്ല ദീർഘകാല സ്ഥിരതയുമുണ്ട്, ഇത് വാണിജ്യ സമുദ്രജല ഡീസലൈനേഷനുള്ള സാധ്യത കാണിക്കുന്നു.
നിലവിൽ, ആഗോള ഊർജ്ജ പ്രതിസന്ധിയും ജലക്ഷാമവും മനുഷ്യ സമൂഹത്തിന്റെ സുസ്ഥിര വികസനത്തിന് വലിയ ഭീഷണിയായി മാറിയിരിക്കുന്നു. വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഊർജ്ജ ആവശ്യകത നിറവേറ്റുന്നതിനായി, വിവിധ ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഊർജ്ജ പരിവർത്തന, ജലശുദ്ധീകരണ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ വികസനത്തിന് വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ശ്രദ്ധ ലഭിച്ചു.
സൗരോർജ്ജത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സാങ്കേതികവിദ്യ
പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന ഒരു ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സ് എന്ന നിലയിൽ, സൗരോർജ്ജം അതിന്റെ അൾട്രാ-ലാർജ് ശേഷി, സാർവത്രികത, ശുചിത്വം, മൾട്ടി-ഫങ്ഷണൽ കൺവേർഷൻ കഴിവുകൾ എന്നിവയാൽ സാധ്യമാണ്. ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങൾ നിലനിർത്തുന്ന ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാനുള്ള കഴിവ് ഇത് തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.
സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സാങ്കേതികവിദ്യ നേരിട്ട് വൈദ്യുതോർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനു പുറമേ, സൗരോർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്ത് താപ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന സൗരോർജ്ജ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സാങ്കേതികവിദ്യയും ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് സൗരോർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള ലളിതവും ഫലപ്രദവുമായ മാർഗമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.
സൗരോർജ്ജത്തിൽ നിന്ന് പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപ ഊർജ്ജം, സൗരോർജ്ജ താപവൈദ്യുത നിലയങ്ങൾ, സോളാർ ഡീസലൈനേഷൻ, വന്ധ്യംകരണം, സോളാർ വാട്ടർ ഹീറ്റിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ, മറ്റ് താപ സംബന്ധിയായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ തുടങ്ങിയ പ്രധാനപ്പെട്ട വ്യാവസായിക പ്രക്രിയകൾക്ക് കാരണമാകും. അധിക ഊർജ്ജ ഇൻപുട്ട് ഇല്ലാതെ കടൽ വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് ശുദ്ധജലം വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ, പ്രത്യേകിച്ച് അടിസ്ഥാന സൗകര്യങ്ങൾ ഇല്ലാത്ത പ്രദേശങ്ങൾക്ക് സൗരോർജ്ജ ഡീസലൈനേഷൻ ഫലപ്രദമായ ഒരു പരിഹാരം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.
സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, സൗരോർജ്ജത്താൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സാങ്കേതികവിദ്യ ദ്രാവക-നീരാവി ഇന്റർഫേസിൽ സൗരോർജ്ജ-താപ പരിവർത്തന പ്രക്രിയ കണ്ടെത്തുകയും ഒരു പുതിയ സൗരോർജ്ജ ഉപയോഗ സാങ്കേതികവിദ്യയായി മാറുകയും ചെയ്തു. പരമ്പരാഗത ഇന്റഗ്രൽ തപീകരണവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനങ്ങൾ ഉയർന്ന ബാഷ്പീകരണ കാര്യക്ഷമതയും വേഗത്തിലുള്ള താപ പ്രതികരണവും പ്രകടിപ്പിക്കുകയും കടൽവെള്ളം ഡീസലൈനേഷൻ ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു സാധ്യതയുള്ള ബദലാണ്.
ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനങ്ങളുടെ താപ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഇതുവരെ നിരവധി പഠനങ്ങൾ നടന്നിട്ടുണ്ട്. ഒരു സാധാരണ സൗരോർജ്ജത്താൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനത്തിൽ മൂന്ന് പ്രധാന ഭാഗങ്ങളുണ്ട്:
ഉയർന്ന സൗരോർജ്ജ ആഗിരണം ഉള്ളതും സൗരവികിരണത്തെ താപ ഊർജ്ജമാക്കി കാര്യക്ഷമമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതുമായ ഒരു സൗരോർജ്ജ അബ്സോർബർ; പരിവർത്തനം ചെയ്ത താപത്തെ ബൾക്ക് വെള്ളത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്ന ഒരു ഇൻസുലേറ്റർ; ബൾക്ക് വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് സോളാർ അബ്സോർബറിന്റെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് തുടർച്ചയായി വെള്ളം വലിച്ചെടുക്കുന്ന ഒരു ജലവിതരണ പാത.
മുൻ പഠനങ്ങളിൽ, ബ്രോഡ്ബാൻഡ്, സൗരോർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കൾ സമന്വയിപ്പിക്കുക, പുതിയ ജലവിതരണ പാതകളുടെ രൂപകൽപ്പന ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക, താപ ഇൻസുലേഷൻ ഘടനകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുക എന്നിവയിലൂടെ മൊത്തത്തിലുള്ള സൗരോർജ്ജ-നീരാവി പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി ധാരാളം ഗവേഷകർ സ്വയം സമർപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട് .
ഇതുവരെ, സൗരോർജ്ജത്താൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനങ്ങൾ നിരവധി വ്യാവസായിക പ്രക്രിയകളിൽ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു, ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് സോളാർ ഡിസ്റ്റിലേഷൻ, സോളാർ സ്റ്റെറിലൈസേഷൻ, സോളാർ ഡീസലൈനേഷൻ, സോളാർ പവർ ജനറേഷൻ. സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഉയർന്ന ബാഷ്പീകരണ പ്രകടനം കൈവരിക്കുന്നതിന്, സൗരോർജ്ജ ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കളുടെ സൗരോർജ്ജ സ്പെക്ട്രത്തിലുടനീളമുള്ള ബ്രോഡ്ബാൻഡ് ആഗിരണം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.
സൗരോർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കളിൽ പ്രധാനമായും കാർബണേഷ്യസ് വസ്തുക്കൾ, പ്ലാസ്മോണിക് കണികകൾ, സ്പെക്ട്രലി സെലക്ടീവ് ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. അവയിൽ, പ്രകൃതിദത്ത കറുപ്പും കാർബണേഷ്യസ് വസ്തുക്കളും ശക്തമായ സൗരോർജ്ജ-താപ പരിവർത്തന ശേഷിയുള്ളവയാണ്, കൂടാതെ ബ്രോഡ്ബാൻഡിനും ഉയർന്ന തീവ്രതയുള്ള സോളാർ അബ്സോർബറുകൾക്കും അനുയോജ്യമാണ്.
ഉയർന്ന സൗരോർജ്ജ ആഗിരണ നിരക്ക്, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, നല്ല സ്ഥിരത എന്നിവ കാരണം, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ, ഗ്രാഫൈറ്റ്, റിഡ്യൂസ്ഡ് ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി കാർബൺ അധിഷ്ഠിത സോളാർ അബ്സോർബറുകളെക്കുറിച്ച് പഠനം നടത്തിയിട്ടുണ്ട്. വർഷങ്ങളുടെ വികസനത്തിന് ശേഷം, പകൽ വെളിച്ചത്തിൽ സിസ്റ്റത്തിന്റെ സോളാർ-ടു-സ്റ്റീം പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത 90%-ൽ അധികമായി.
സൗരോർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിലും ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ ഘടനകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിലും വലിയ പുരോഗതി ഉണ്ടായിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, മുമ്പ് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുള്ള മിക്ക സോളാർ ഡീസലൈനേഷൻ ഉപകരണങ്ങളും ഡീസലൈനേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ ബാഷ്പീകരണിയുടെ മുകൾഭാഗത്ത് ഉപ്പ് അടിഞ്ഞുകൂടുന്നതിനാലാണ് ഉണ്ടായത്. അടിഞ്ഞുകൂടിയ ഉപ്പ് സൗരോർജ്ജ ആഗിരണം തടയുകയും സുഷിരങ്ങളുള്ള ബാഷ്പീകരണിയെ തടയുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് കുറഞ്ഞ സൗരോർജ്ജ-താപ പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമതയ്ക്കും മോശം ബാഷ്പീകരണ പ്രകടനത്തിനും കാരണമാകുന്നു.
അൾട്രാസോണിക് തരംഗങ്ങൾ, വെള്ളത്തിൽ മുങ്ങൽ തുടങ്ങിയ പരമ്പരാഗത ഭൗതിക രീതികൾ സാധാരണയായി അടിഞ്ഞുകൂടിയ ലവണങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഈ രീതികൾ ഇന്റർഫേസ് ബാഷ്പീകരണ ഘടനയ്ക്ക് എളുപ്പത്തിൽ കേടുപാടുകൾ വരുത്തും.
ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനങ്ങളിൽ ഉപ്പ് അടിഞ്ഞുകൂടുന്നത് കുറയ്ക്കുന്നതിന്, പല പഠനങ്ങളും ഹൈഡ്രോഫോബിക് ബാഷ്പീകരണം വികസിപ്പിക്കുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഹൈഡ്രോഫോബിക് ബാഷ്പീകരണ ഉപകരണങ്ങൾ മുകളിലെ ഉപരിതലത്തിലേക്കുള്ള ജലവിതരണം പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു, അതുവഴി സിസ്റ്റത്തിന്റെ ബാഷ്പീകരണ പ്രകടനം കുറയ്ക്കുന്നു. ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാനുള്ള മറ്റൊരു മാർഗം ഒരു ഹൈഡ്രോഫിലിക് ബാഷ്പീകരണ ഉപകരണം ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ്, ഇത് അധിക ഉപ്പ് മുകളിലെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ബൾക്ക് വെള്ളത്തിലേക്ക് നീക്കുന്നു.
ഇന്നുവരെ, ഹൈഡ്രോഫിലിക് സെല്ലുലോസ് ഫാബ്രിക് മെംബ്രണുകൾ, പേപ്പർ അധിഷ്ഠിത ഹൈഡ്രോഫിലിക് മെംബ്രണുകൾ, ബയോ-ഇൻസ്പയർഡ് ഇവാപ്പറേഷനുകൾ തുടങ്ങിയ ഹൈഡ്രോഫിലിക് ഇവാപ്പറേഷനുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിൽ നിരവധി പഠനങ്ങൾ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. എന്നാൽ ദീർഘകാല സ്ഥിരതയുള്ളതും ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ളതുമായ സൗരോർജ്ജത്താൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനം വികസിപ്പിക്കുന്നത് ഒരു പ്രധാന വെല്ലുവിളിയായി തുടരുന്നു.
ഈ പഠനത്തിൽ, കുറഞ്ഞ ഫ്ലൂറസെൻസ് സോളാർ പ്രകാശത്തിൽ സോളാർ-ഡ്രൈവൺ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ഡീസലിനേഷനായി ഉപ്പ്-പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതും, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ളതും, വേഗത്തിലുള്ള താപ പ്രതികരണശേഷിയുള്ളതുമായ റിഡ്യൂസ്ഡ് ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് (rGO) നുര ഞങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിച്ചു.
പുതിയ പോറസ് ഘടനയിൽ, ഹൈഡ്രോഫിലിക് മെലാമൈൻ ഫോം (എംഎഫ്) ബേസ് ആയി തിരഞ്ഞെടുത്തു, ഇത് സൗരോർജ്ജ ആഗിരണത്തിനായി ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം വികസിപ്പിക്കുക മാത്രമല്ല, ഒന്നിലധികം വിസരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയുടെ ഉപരിതല ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റിയും സുഷിരവും സൗരോർജ്ജ താപ പരിവർത്തന മേഖലയുടെ മതിയായ നനവും സംയോജനവും നൽകുന്നു, അതുപോലെ തന്നെ ലവണങ്ങൾ അടിഞ്ഞുകൂടുന്നത് ഒഴിവാക്കുന്നതിനൊപ്പം ജലത്തിന്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള പുനർനിർമ്മാണവും നൽകുന്നു.
കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ്-പൊതിഞ്ഞ മെലാമൈൻ നുരയുടെ ഉയർന്ന പ്രകടനം പ്രയോജനപ്പെടുത്തി, സൗരോർജ്ജത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഇന്റർഫേഷ്യൽ സിസ്റ്റത്തിന് 89.6% എന്ന സോളാർ-ടു-സ്റ്റീം പരിവർത്തന നിരക്ക് കൈവരിക്കാൻ കഴിയും.
കൂടാതെ, വാണിജ്യ സൗരോർജ്ജവുമായി കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയെ സംയോജിപ്പിച്ചുകൊണ്ട്, പകൽ വെളിച്ചത്തിൽ 56.4% സോളാർ-ടു-വാട്ടർ പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമതയുള്ള ഒരു സൗരോർജ്ജ-ഡ്രൈവൺ ഇന്റർഫേഷ്യൽ കടൽജല ഡീസലൈനേഷൻ ഉപകരണം ഞങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്തു. സോളാർ ഡീസലൈനേഷൻ കാരണം, ശേഖരിക്കുന്ന ശുദ്ധജലം കുടിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഗുണനിലവാരമുള്ളതാണ്.
മികച്ച ബാഷ്പീകരണ പ്രകടനവും സൗരോർജ്ജ-താപ പരിവർത്തന വസ്തുക്കളുടെ സ്കേലബിളിറ്റിയും ഉള്ളതിനാൽ, സൗരോർജ്ജത്താൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഇന്റർഫേഷ്യൽ കടൽജല ഡീസലൈനേഷനായുള്ള ഈ സംവിധാനം കടൽജല ഡീസലൈനേഷന്റെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ വിശാലമായ പ്രയോഗ സാധ്യതകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു.
സോളാർ ഡീസലൈനേഷൻ താപ കൈമാറ്റ വസ്തുക്കളുടെ സ്കേലബിളിറ്റി
റിഡ്യൂസ്ഡ് ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ്-പൊതിഞ്ഞ മെലാമൈൻ നുരയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനം. ടെർ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ്-പൊതിഞ്ഞ മെലാമൈൻ നുരയുടെ മധ്യഭാഗത്താണ്, ഒരു സെൽഫ്-ബബിൾ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനം നിർമ്മിക്കുന്നതിന് പുറത്ത് പോളിയെത്തിലീൻ (PE) നുരയുടെ ഒരു പാളിയാൽ പൊതിഞ്ഞിരിക്കുന്നു.
ടെല്ലൂറിയം കുറച്ച ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ ഫോം, സൗരോർജ്ജത്തെ വേഗത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യാനും, സൗരോർജ്ജത്തെ താപമാക്കി മാറ്റാനും, ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണത്തിന് ഒരു പ്രേരകശക്തി സൃഷ്ടിക്കാനും ഉപയോഗിക്കുന്നു. മറുവശത്ത്, ഹൈഡ്രോഫിലിക് കുറച്ച ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ ഫോമിന് ഉപ്പുവെള്ളം തുടർച്ചയായി ബാഷ്പീകരണ മേഖലയിലേക്ക് വലിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയും.
ഗ്രാഫീൻ ട്രയോക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയുടെ സുഷിര ഘടന, ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന നീരാവി പരിസ്ഥിതിയിലേക്ക് രക്ഷപ്പെടാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് സൂര്യപ്രകാശം പിടിച്ചെടുക്കുന്നതിനെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും അതുവഴി സൗരോർജ്ജ-താപ പരിവർത്തനത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുര സുഷിരവും ഹൈഡ്രോഫിലിക്കും ആണ്, ഇത് മുകളിൽ വിവരിച്ച ബാഷ്പീകരണ ഘടനയിലേക്ക് വെള്ളം വലിച്ചെടുക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, അതേസമയം സാന്ദ്രീകൃത ലവണങ്ങൾ ബൾക്ക് കടൽവെള്ളത്തിലേക്ക് തിരികെ വിഘടിപ്പിക്കുന്നു.
ബാഷ്പീകരണ പ്രക്രിയയിൽ, നുരയിലെ ഉപ്പിന്റെ സാന്ദ്രത അടിയിലുള്ള കടൽ വെള്ളത്തിന്റെ സാന്ദ്രതയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. സാന്ദ്രതയിലെ മാറ്റങ്ങൾ ഉപ്പ് ബൾക്ക് വെള്ളമായി വിഘടിക്കാൻ കാരണമാകുന്നു. കൂടാതെ, ചുറ്റുമുള്ള പോളിയെത്തിലീൻ നുര ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയെ കുറയ്ക്കുക മാത്രമല്ല , സ്വാഭാവികമായും ജലോപരിതലത്തിൽ അടിഞ്ഞുകൂടുകയും, ചുറ്റുമുള്ള ഉപ്പുവെള്ളം മൂലമുണ്ടാകുന്ന താപനഷ്ടം തടയുകയും ചെയ്യുന്നു.
സങ്കീർണ്ണമായ നിർമ്മാണ രൂപകൽപ്പനകളുടെ ആവശ്യമില്ലാതെ തന്നെ ഇന്റർഫേസ് ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനങ്ങൾക്ക് ജല പ്രതലങ്ങളിൽ തുടർച്ചയായും കാര്യക്ഷമമായും പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും. കൂടാതെ, വാതക-ദ്രാവക ഇന്റർഫേസിൽ ബാഷ്പീകരണം സംഭവിക്കുന്നതിനാൽ, ഇന്റർഫേസ് പിൻവാങ്ങുമ്പോൾ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനത്തിന് സ്വയംഭരണാധികാരത്തോടെ നീങ്ങാൻ കഴിയും.
ടെല്ലൂറിയം-കുറച്ച ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ്-പൊതിഞ്ഞ മെലാമൈൻ നുര ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ്. മെലാമൈൻ നുരയെ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് കൊളോയ്ഡൽ സസ്പെൻഷനിൽ മുക്കി കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ്-പൊതിഞ്ഞ മെലാമൈൻ നുര തയ്യാറാക്കി, തുടർന്ന് ഹൈഡ്രോതെർമൽ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫാമൈൻ ഓക്സൈഡാക്കി ചുരുക്കി.
3.5 സെന്റീമീറ്റർ വ്യാസവും 1.6 സെന്റീമീറ്റർ കനവുമുള്ള റിഡ്യൂസ്ഡ് ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ ഫോം നിർമ്മിക്കാൻ എളുപ്പമാണ്, അതിന്റെ നിറം കടും കറുപ്പാണ്.
ത്രിമാന ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് നിരീക്ഷിച്ച കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ ഫോം മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതലത്തിന്റെ പരുക്കനിൽ 300 μm-ൽ കൂടുതൽ ഉയരവ്യത്യാസം കാണിച്ചു. സൗരോർജ്ജ താപ പരിവർത്തന സംയുക്തങ്ങളുടെ പരുക്കൻ ഉപരിതല ഘടന പ്രധാനമായും മെലാമൈൻ നുരയുടെ സുഷിര ഘടനയാണ്, കൂടാതെ പരിഷ്കരിച്ച കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡും ഉപരിതല പരുക്കൻത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
ഉപരിതല പരുക്കൻത, സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ ഒന്നിലധികം വിസരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനൊപ്പം സൗരോർജ്ജ ആഗിരണം ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും അതുവഴി സിസ്റ്റത്തിന്റെ സൗരോർജ്ജ-താപ പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. വ്യത്യസ്ത മാഗ്നിഫിക്കേഷനുകളിൽ തയ്യാറാക്കിയ മെലാമൈൻ നുരയുടെ സൂക്ഷ്മഘടന. ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയുടെ ഉപരിതലം ചുളിവുകളുള്ളതും പരസ്പരബന്ധിതവുമായ ഒരു നെറ്റ്വർക്ക് ഘടന പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.
rGO- പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയുടെ സുഷിര വലുപ്പം 20 നും 40 μm നും ഇടയിലാണ്. തുറന്ന സുഷിര ഘടനയും ചുളിവുകളുള്ള പ്രതലവും ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡിന്റെ നിക്ഷേപത്തെ സഹായിക്കുന്നു. സുഷിര മെലാമൈൻ നുരയുടെ ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റി കാരണം കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ്-പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയ്ക്ക് നല്ല ജല നനവ് ശേഷിയുണ്ട്.
കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു ജലത്തുള്ളി സ്പർശിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, അത് 0.5 സെക്കൻഡിനുള്ളിൽ പൂർണ്ണമായും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടും. കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് സംയുക്തങ്ങളുടെ ഹൈഡ്രോഫിലിക് ഉപരിതലത്തിന് സുഷിര ഘടനയ്ക്കുള്ളിലെ ഡ്രെയിനേജിനെ വേഗത്തിൽ നയിക്കാൻ കഴിയും. കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയുടെ സുഷിരം ജല ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിന് മുമ്പും ശേഷവുമുള്ള പിണ്ഡ മാറ്റങ്ങൾ താരതമ്യം ചെയ്താണ് നിർണ്ണയിച്ചത്.
ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയുടെ സുഷിരം 85.55% വരെ എത്താം. ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയുടെ കുറവ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന സൗരോർജ്ജ ആഗിരണം സിസ്റ്റത്തിന്റെ സൗരോർജ്ജ-താപ പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമതയെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. ഉപ്പ് പ്രതിരോധം വിലയിരുത്തുന്നതിന്, കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയെ സോഡിയം ക്ലോറൈഡ് ലായനിയിൽ (3.5 wt%) സ്ഥാപിച്ചു.
പിന്നീട് 3 ഗ്രാം ഖര സോഡിയം ക്ലോറൈഡ് മുകളിലെ പ്രതലത്തിൽ വയ്ക്കുകയും ടെർഗോ-പൊതിഞ്ഞ മെലാമൈൻ നുരയെ 1 kW m−2 എന്ന സോളാർ സാന്ദ്രതയിൽ വയ്ക്കുകയും ചെയ്തു. 120 മിനിറ്റിനുശേഷം ഖര ഉപ്പിന്റെ അളവ് ക്രമേണ അലിഞ്ഞുപോകുന്നു.
ആർജിഒ-പൊതിഞ്ഞ മെലാമൈൻ നുരയുടെ മുകൾഭാഗത്ത് സൂര്യപ്രകാശം പതിക്കുമ്പോൾ , ആർജിഒ-പൊതിഞ്ഞ മെലാമൈൻ നുരയുടെ താപനില മിനിറ്റുകൾക്കുള്ളിൽ വേഗത്തിൽ ഉയരുകയും ബാഷ്പീകരണ പ്രക്രിയയിലുടനീളം 35°C-ൽ തുടരുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉപ്പിന്റെ ലയിക്കുന്ന സ്വഭാവം താപനിലയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ, താപനില കൂടുന്തോറും ഉപ്പ് വേഗത്തിൽ ലയിക്കുകയും അതിനാൽ ഉപ്പ് ഇരുമ്പ് ഉപരിതല ജലത്തിൽ വീണ്ടും ലയിക്കുകയും ചെയ്യും.
ഉയർന്ന ജല ആഗിരണ ശേഷിയുള്ള നിരവധി സുഷിരങ്ങളുള്ളതും മുകളിലെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് തുടർച്ചയായ ജലവിതരണം നൽകുന്നതുമായ കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയിൽ, ലവണങ്ങൾക്ക് മുകളിലെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ജലത്തിന്റെ ഉപപാളിയിലേക്ക് നീങ്ങാൻ കഴിയും. താപനിലയിലെ മാറ്റങ്ങൾ മുകളിലെ ബാഷ്പീകരണ ഉപരിതലത്തിനും ശരീരത്തിനും ഇടയിൽ ലവണാംശ മാറ്റങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു.
ബ്രോഡ്ബാൻഡ്, കാര്യക്ഷമമായ സൗരോർജ്ജ ആഗിരണം എന്നിവ ലഭിക്കുന്നതിന്, മെലാമൈൻ ഫോമിൽ പോറസ് ഹൈഡ്രോഫിലിക് മെലാമൈൻ ഫോം ഉപയോഗിച്ച് പരിഷ്ക്കരിച്ചു, അതുവഴി സൗരോർജ്ജ ആഗിരണം ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ഒന്നിലധികം സ്കാറ്ററിംഗ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.
rGO- പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സോളാർ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബാഷ്പീകരണ സംവിധാനം 1 kW m−2 എന്ന സൗരോർജ്ജ സാന്ദ്രതയിൽ ദ്രുത താപ പ്രതികരണം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് 89.6% എന്ന സ്ഥിരമായ സൗരോർജ്ജ താപ പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കുന്നു.
ഒടുവിൽ, 56.4 kW m−1 ൽ ഉപ്പ് ശേഖരണത്തോടെ 2% കുടിവെള്ളം ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സോളാർ സ്റ്റില്ലിലേക്ക് ഞങ്ങൾ ഒരു റിഡ്യൂസ്ഡ് ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ്-പൊതിഞ്ഞ മെലാമൈൻ ഫോം ബാഷ്പീകരണ ഉപകരണം സംയോജിപ്പിച്ചു.
ഒറ്റപ്പെട്ട ദ്വീപുകളിലോ സമുദ്രത്തിലോ സമൃദ്ധമായ കടൽജലത്തിൽ നിന്നോ മറ്റ് ഉപ്പുജല സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നോ കുടിവെള്ളം ശേഖരിക്കാൻ സൗരോർജ്ജത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഈ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ഡീസലൈനേഷൻ ഉപകരണം ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ വിഭാവനം ചെയ്യുന്നു.
തീരുമാനം
നൂതനവും കാര്യക്ഷമവുമായ സോളാർ ഡീസലൈനേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ എന്ന നിലയിൽ ഡീസലൈനേഷൻ ആർജിഒ-പൊതിഞ്ഞ മെലാമൈൻ ഫോമിന് വലിയ സാധ്യതകളും പ്രയോഗ സാധ്യതകളുമുണ്ട്. ജലക്ഷാമമുള്ള പ്രദേശങ്ങൾക്ക് വിശ്വസനീയമായ ശുദ്ധജല സ്രോതസ്സുകൾ നൽകാൻ മാത്രമല്ല, പരമ്പരാഗത ഊർജ്ജത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നത് കുറയ്ക്കാനും ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കാനും പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണം കുറയ്ക്കാനും ഇതിന് കഴിയും.
ഈ ഗവേഷണ ഫലങ്ങൾ ആഗോള ശുദ്ധജല സ്രോതസ്സുകളുടെ ക്ഷാമ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനും സുസ്ഥിര വികസനത്തിന്റെ സാക്ഷാത്കാരത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിനും ഒരു പ്രധാന സംഭാവന നൽകും.
SINOYQX മെലാമൈൻ ഫോമിനെക്കുറിച്ചുള്ള കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾക്ക്, ദയവായി [email protected] എന്ന വിലാസത്തിൽ ഞങ്ങളെ ബന്ധപ്പെടുക അല്ലെങ്കിൽ +86-28-8411-1861 എന്ന നമ്പറിൽ വിളിക്കുക.
ചില ചിത്രങ്ങളും വാചകങ്ങളും ഇന്റർനെറ്റിൽ നിന്ന് പുനർനിർമ്മിച്ചതാണ്, പകർപ്പവകാശം യഥാർത്ഥ രചയിതാവിന്റേതാണ്. എന്തെങ്കിലും ലംഘനമുണ്ടെങ്കിൽ, ഇല്ലാതാക്കാൻ ഞങ്ങളെ ബന്ധപ്പെടുക.