वैश्विक स्तर पर, यह अनुमान लगाया गया है कि लगभग 2.000 बिलियन लोगों, यानी दुनिया की एक चौथाई आबादी के पास पीने के पानी तक पहुंच नहीं है, लगभग 800 मिलियन लोगों के पास बिजली नहीं है और लगभग इतनी ही संख्या में लोगों को अपना पेट भरने में समस्या होती है। ग्रह के विभिन्न हिस्सों में अरबों लोग गरीबी में रहते हैं और हम दिन-प्रतिदिन जीने के लिए बुनियादी जरूरतों को पूरा नहीं करते हैं।
किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (केएयूएसटी) में पर्यावरण विज्ञान और इंजीनियरिंग के प्रोफेसर पेंग वांग ने बताया, "उनमें से कई शुष्क या अर्ध-शुष्क जलवायु वाले ग्रामीण इलाकों में रहते हैं।" उनका नवीनतम कार्य शुष्क जलवायु क्षेत्रों में रहने वाले लोगों के लिए भोजन और जल सुरक्षा में सुधार करने में कामयाब रहा है।
एक सौर पैनल, एक विशेष हाइड्रोजेल और एक कैन, ये वे उपकरण हैं जिनकी आपको रेगिस्तान में पालक उगाने और उसे जल वाष्प उपहार में देने के लिए आवश्यकता होगी। वांग कहते हैं, "हमारा डिज़ाइनर खोई हुई स्वच्छ ऊर्जा का उपयोग करके हवा से पानी बनाता है और यह रेगिस्तान और समुद्री द्वीपों जैसे दूरदराज के स्थानों में छोटे पैमाने के विकेन्द्रीकृत खेतों के लिए उपयुक्त है।"
"हमारा डिज़ाइन स्वच्छ ऊर्जा का उपयोग करके हवा से पानी बनाता है जो बर्बाद हो जाती है" पेंग वांग, किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ़ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (KAUST) में पर्यावरण विज्ञान और इंजीनियरिंग के प्रोफेसर
पीने के पानी तक पहुंच 25% आबादी के लिए एक प्रतिकूल स्थिति है, लेकिन जल संसाधनों की कमी कुछ क्षेत्रों के लिए सिरदर्द बनती जा रही है। बारिश की कमी और सूखे की अवधि हमें कुओं में जमीन के नीचे इस तरल पदार्थ की तलाश करने और आसमान की ओर देखने के लिए मजबूर करती है।
वांग के नेतृत्व में किए गए अध्ययन में कहा गया है कि वायुमंडलीय जल "एक महत्वपूर्ण संभावित मीठे पानी का संसाधन" हो सकता है। उनकी गणना के अनुसार, वाष्प और बूंदों के रूप में इसका अनुमान लगभग 12.900 अरब टन है। क्लाउड कैप्चर विकल्पों में से एक है, "हम "एक टिकाऊ और कम लागत वाली रणनीति" प्रदान करते हैं, वांग 'सेल रिपोर्ट्स फिजिकल साइंस' पत्रिका में कहते हैं।
यदि ग्रैन कैनरिया में पेड़ों को देखने के लिए कैनरी द्वीप के जाल का उपयोग किया जाता है, तो सऊदी अरब के इन वैज्ञानिकों के समाधान ने रेगिस्तान के बीच में पालक उगाने की अनुमति दी है। आपका सूत्र? उन्होंने आगे कहा, "हमने हवा से निकाले गए पानी का इस्तेमाल किया है और बिजली पैदा की है।"
पालक 41ºC पर
वांग की टीम ने रेगिस्तान के बीच में एक ग्रो बॉक्स में पालक के 60 पौधे लगाए। परीक्षण जून के मध्य में किया गया था, जहां सऊदी अरब में अधिकतम तापमान 41ºC तक पहुंच गया था और न्यूनतम तापमान 30ºC के करीब था। इसके अलावा, इस महीने में वर्षा का शासन शून्य दिन है। एक जलवैज्ञानिक और कृषि संबंधी चुनौती, क्योंकि पालक की फसलें समृद्ध, नम मिट्टी पसंद करती हैं।
इस तात्कालिक उद्यान में, किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिकों ने WEC2P नामक एक प्रणाली स्थापित की, जो हाइड्रोजेल की एक परत पर रखे गए एक फोटोवोल्टिक सौर पैनल से बना है, जो पानी को संघनित करने और इकट्ठा करने के लिए एक बड़े मैलिक बॉक्स पर बैठता है।
परीक्षण जून के मध्य में हुआ, जहां सऊदी अरब में अधिकतम तापमान 41ºC तक पहुंच गया और न्यूनतम तापमान 30ºC के करीब था
प्रारंभिक शोध में, वांग और उनकी टीम सौर पैनलों को पसीना बहाने में कामयाब रही। रात में नमी बढ़ जाती है और फसल पकड़ने का समय हो जाता है। हाल के वर्षों में, शोधकर्ता ऐसी सामग्री लेकर आए हैं जो हवा से जल वाष्प को अवशोषित कर सकती है और सौर पैनलों को ठंडा करने और उन्हें अधिक कुशल बनाने के लिए इसे तरल पानी में संघनित कर सकती है।
अब सऊदी यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिक एक कदम और आगे बढ़ गए हैं। कैल्शियम क्लोराइड नमक के साथ हाइड्रोजेल के कारण, जल वाष्प घोल में फंस जाता है जो दिन भर सूरज उगते ही बूंदों में संघनित हो जाता है।
शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजेल से अवशोषित पानी को बाहर निकालने के लिए बिजली पैदा करते समय सौर पैनलों से निकलने वाली अपशिष्ट गर्मी का उपयोग किया। नीचे दिया गया धातु का बक्सा भाप एकत्र करता है और गैस को पानी में संघनित करता है। इसी तरह, हाइड्रोजेल गर्मी को अवशोषित करने और पैनलों के तापमान को कम करने के लिए फोटोवोल्टिक सौर पैनलों की दक्षता को 9% तक बढ़ा देता है।
पूरे प्रयोग के दौरान, एक छात्र डेस्क के शीर्ष के आकार के सौर पैनल ने कुल 1,519 वाट-घंटे बिजली उत्पन्न की, और 57 जल पालक बीजों में से 60 अंकुरित हुए और सामान्य रूप से बढ़े। 18 सेंटीमीटर तक पहुंचने तक। वांग ने कहा, "कुल मिलाकर, हमने पिछले कुछ हफ्तों की अवधि में हाइड्रोजेल से 2 लीटर पानी को संघनित किया है।"
उन्होंने खुलासा किया, "हमारा लक्ष्य स्वच्छ ऊर्जा, पानी और भोजन के उत्पादन के लिए एक एकीकृत प्रणाली बनाना है, विशेष रूप से एक नए डिजाइन में जल निर्माण भाग, जो हमें वर्तमान एग्रोफोटोवोल्टिक्स से अलग करता है।" हालाँकि, वैचारिक उत्पाद डिज़ाइन को वास्तविक उत्पाद में बदलने के लिए, टीम एक बेहतर हाइड्रोजेल बनाने की आशा करेगी जो हवा से अधिक पानी को अवशोषित कर सके।
