चीनमा अब सस्तो उर्जामै समुद्री पानीलाई पिउने योग्य बनाइने

१५ असार, काठमाडौं । समुद्री पानीलाई नुनरहित (डिसालिनेसन) गरी पिउने पानीमा परिणत गर्ने प्रक्रिया सधैँ अत्यधिक ऊर्जा खपत हुने प्रविधिका रूपमा चिनिँदै आएको छ। यसैकारण यो प्रविधि अहिलेसम्म प्रशस्त जीवाश्म इन्धन (फसिल फ्युल) र आर्थिक रूपमा सम्पन्न देशहरूको नियन्त्रणमा मात्रै सीमित थियो।

तर, चीनमा गरिएको एउटा स्थलगत परीक्षणमा नयाँ प्रकारको ‘फोटोथर्मल’ सामग्रीको सहयोगले कुनै पनि अतिरिक्त विद्युतीय ऊर्जा बिना वर्षभरि नै सफलतापूर्वक शुद्ध पानी उत्पादन गरेर देखाइएको छ।

चिनियाँ एकेडेमी अफ साइन्सेजअन्तर्गत बेइजिङस्थित इन्स्टिच्युट अफ प्रोसेस इन्जिनियरिङ (आईपीई) र शेन्जेन विश्वविद्यालयका अनुसन्धानकर्ताहरूले संयुक्त रूपमा गरेको यो अध्ययन प्रतिवेदन जुन २१ मा ‘एडभान्स्ड मेटेरियल्स’ जर्नलमा प्रकाशित भएको हो।

अनुसन्धानकर्ताहरूले नानोपाटिकलहरू (अति सूक्ष्म कण) लाई एकसाथ बुनेर त्रि-आयामी (थ्री-डी) फोटोधर्मल वाष्पीकरण सामग्रीको विकास गरेका छन्, जसले सौर्य ऊर्जालाई पानी प्रशोधनका लागि प्रयोग गर्ने क्षमतामा उल्लेख्य वृद्धि गर्दछ।

परीक्षणका क्रममा यस संरचनाले ९०.२ प्रतिशतसम्म सौर्य ऊर्जा सोस्न सफल भएको देखियो भने सोही परिमाणको समुद्री पानीलाई वाष्पीकरण गर्न लाग्ने ऊर्जाको खपतमा ४५.७ प्रतिशतले कमी ल्यायो।

एउटा सानो परीक्षण स्थलमा यस उपकरणको प्रयोग गरी प्राकृतिक सूर्यको प्रकाशको भरमा मात्र ५ वर्ग मिटरको खेतीयोग्य जमिनमा एउटा पूर्ण बाली चक्रका लागि सिँचाइ गरियो। यसका लागि कुनै पनि बाह्य राष्ट्रिय प्रसारण लाइनको बिजुली प्रयोग गरिएको थिएन।

दुई वर्षको सञ्चालन खर्चलाई आधार मान्दा यस प्रविधिबाट पानी उत्पादन गर्दा लाग्ने लागत मिनरल वाटर भन्दा पनि कम हुने र ठूलो स्तरमा दीर्घकालीन रूपमा प्रयोग गर्दा यसको आर्थिक लाभ अझ बढी हुने टोलीले जनाएको छ।

परम्परागत रूपमा डिसालिनेसन प्रविधि निकै खर्चिलो र ठूला पूर्वाधारमा निर्भर रहने गर्छ। हाल यस क्षेत्रमा ‘रिभर्स अस्मोसिस’ (मेम्ब्रेन डिसालिनेसन) प्रविधिको बढी प्रयोग हुन्छ, जसमा ठूला पाइपहरूबाट समुद्री पानीलाई पातलो जाली (मेम्ब्रेन) मा पठाउन भारी मात्रामा बिजुलीको प्रयोग गरिन्छ।

सन् १९५० को दशकदेखि आम रूपमा प्रयोगमा आएको यस प्रविधिमा पानीको अभाव झेलिरहेका तर ऊर्जा र सम्पत्तिले धनी खाडी मुलुकहरू अग्रपंक्तिमा छन्। अल जजीराको यसै वर्षको प्रतिवेदन अनुसार विश्वको कुल प्रशोधित समुद्री पानीको ४० प्रतिशत हिस्सा खाडी मुलुकहरूले नै उत्पादन गर्छन् र उनीहरूका तटीय क्षेत्रमा ४०० भन्दा बढी यस्ता प्लान्टहरू सञ्चालित छन्।

यसको पर्यावरणमैत्री विकल्पका रूपमा सौर्य वाष्पीकरण (सोलर इभ्यापोरेसन) लाई हेरिएको छ। यसमा सूर्यको प्रकाशलाई तापमा बदलेर समुद्री पानीलाई बाफ बनाइन्छ र पछि त्यस बाफलाई चिसो पारेर शुद्ध पानी संकलन गरिन्छ।

तर, यसलाई व्यवहारमा उतार्न सधैँ चुनौती रहँदै आएको थियो। वाष्पीकरणका लागि सबैभन्दा प्रभावकारी मानिने अति सूक्ष्म नानोपाउडर कणहरू उपकरणमा राख्दा पीठो जस्तै डल्लो पर्ने र पानीको बाफ निस्कने बाटो बन्द हुने समस्या थियो। साथै, ती कणहरूलाई बाँधेर राख्ने प्लास्टिकजन्य अर्गानिक पोलिमरहरू कडा घाममा लामो समय रहँदा चर्किने र बिग्रिने समस्या हुन्थ्यो।

यस समस्याको समाधानका लागि अनुसन्धान टोलीले लुगाको ‘टाँक’ (बटन) बाट प्रेरणा लिएको थियो। उनीहरूले नानोपाटिकलहरूलाई स-साना टाँकको रूप दिए र पोलिमरको ‘धागो’ प्रयोग गरेर तिनलाई बलियोसँग सिए। यसले गर्दा कणहरू डल्लो पर्न पाएनन् र एउटा बलियो थ्री-डी संरचना (नानोफोरेस्ट) तयार भयो।

यो नयाँ संरचना कति बलियो र टिकाउ छ भनी जाँच्न टोलीले यस कम्पोजिट सामग्रीलाई समुद्री पानीमा राखेर एक महिनासम्म प्रतिमिनेट ४५० पटक (४५० RPM) लगातार हल्लाएर हेरेका थिए। समुद्री आँधी जस्तै कठोर अवस्थाको सिमुलेसन गर्दा पनि सूक्ष्मदर्शक यन्त्र (माइक्रोस्कोप) बाट हेर्दा कुनै पनि नानोपाटिकल आफ्नो ठाउँबाट उक्किएको पाइएन। यस संरचनाले सूर्यको प्रकाशलाई भित्रभित्रै परावर्तन र छरपस्ट गराउने भएकाले यसको सौर्य ऊर्जा सोस्ने दर ९०.२ प्रतिशत पुगेको हो।

अनुसन्धानकर्ताहरूले ०.७५ वर्ग मिटरको एउटा परीक्षण प्रणाली बनाएका थिए। सौर्य प्यानलबाट चल्ने एउटा सानो फ्यानको मद्दतले वाष्पीकरणबाट बनेको बाफलाई कन्डेन्सेसन मोड्युल (चिसो पार्ने प्रणाली) मा पठाइयो र शुद्ध पानी संकलन गरियो।

प्राकृतिक घामको उज्यालोमा यस उपकरणले दैनिक २० लिटरभन्दा बढी शुद्ध पिउने पानी उत्पादन गर्‍यो, जुन करिब १० जना मानिसको आधारभूत आवश्यकता पूरा गर्न पर्याप्त हुन्छ।

आईपीईको प्रेस विज्ञप्ति अनुसार उत्पादित पानी विश्व स्वास्थ्य सङ्गठन (डब्ल्यूएचओ) को पिउने पानीको मापदण्ड अनुरूप रहेको छ। सोही पानी प्रयोग गरेर ५ वर्ग मिटरको एउटा प्लटमा पालुङ्गो, मकै र चिनियाँ बन्दाकोभीको पूर्ण बाली उत्पादन गरिएको थियो। परीक्षणका क्रममा यो सामग्री वर्षभरि नै स्थिर र टिकाउ देखियो।

‘हाम्रो टोलीले अहिले बाफलाई पानीमा बदल्ने दक्षता बढाउन र प्रणालीको लागत अझ कम गर्न काम गरिरहेको छ,’ आईपीईले भनेको छ, ‘यसको मुख्य उद्देश्य पानीको अभाव भएका तटीय क्षेत्र, टापु र दुर्गम क्षेत्रहरूमा प्रयोग गर्नका लागि यस प्रविधिलाई ठूलो स्तरमा विस्तार गर्नु हो।’