जल मानव जीवन के हर हिस्से को छूता है। हम इसे पीते हैं, इससे खाना बनाते हैं, इससे धोते हैं और अपने स्वास्थ्य और स्वच्छता के लिए इस पर निर्भर रहते हैं। हालाँकि, वैश्विक अनुमान के अनुसार, दुनिया भर में 2.2 बिलियन से अधिक लोगों के पास अपने घरों में सुरक्षित पेयजल तक विश्वसनीय पहुंच नहीं है। सूखी जगहों पर साफ पानी पहुंचाना विशेष रूप से कठिन है जहां पुराने पाइप या बुनियादी ढांचे नहीं हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से पीने का पानी पाने के नए तरीकों की तलाश कर रहे हैं जो सिर्फ कुओं, नदियों या उपचार संयंत्रों से नहीं आता है। एक विचार जिस पर वैज्ञानिक अध्ययन कर रहे हैं वह है सीधे हवा से पानी पीना। हवा में हमेशा कुछ नमी होती है, यहाँ तक कि शुष्क स्थानों में भी। यदि उस नमी को एकत्र किया जा सके और जल्दी से साफ पानी में परिवर्तित किया जा सके तो इससे उन लाखों लोगों को मदद मिल सकती है जिनके पास पर्याप्त पानी नहीं है। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) में मैकेनिकल इंजीनियर और प्रोफेसर एवलिन एन. वांग इस शोध का नेतृत्व करते हैं। उनका काम ऐसी तकनीक बनाने पर केंद्रित है जो एक दिन घरों को अपने आस-पास की हवा से अपना पीने का पानी बनाने की अनुमति दे सके।
एवलिन एन. वांग कौन हैं और उनका शोध क्या है?
एवलिन निंग-यी वांग एक अमेरिकी मैकेनिकल इंजीनियर हैं। वह एमआईटी में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के फोर्ड प्रोफेसर के रूप में कार्य करती हैं और 2025 तक, विश्वविद्यालय की ऊर्जा और जलवायु की उपाध्यक्ष भी हैं। उनके शोध में गर्मी हस्तांतरण, सौर ऊर्जा और सामग्री इंजीनियरिंग शामिल हैं। उनके काम का एक प्रमुख फोकस वायुमंडलीय जल संचयन है, जो हवा से नमी को पकड़ने और उसे तरल पानी में बदलने की प्रक्रिया है।प्रोफेसर वांग और उनकी टीम उनकी एमआईटी प्रयोगशाला, डिवाइस रिसर्च लेबोरेटरी में ऊर्जा, ताप प्रवाह और जल प्रणालियों का अध्ययन करती है। इसका लक्ष्य वास्तविक पर्यावरणीय समस्याओं का समाधान खोजना है। उनकी परियोजनाओं में से एक ऐसे उपकरण बनाना है जो सौर ताप और नई सामग्री का उपयोग करके हवा के शुष्क होने पर भी उसमें से पानी निकाल सकें।
वायुमंडलीय जल संचयन क्या है?
वायुमंडलीय जल संचयन (एडब्ल्यूएच) हवा में पहले से मौजूद जल वाष्प को इकट्ठा करने और इसे तरल पानी में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है जिसे संग्रहीत और उपयोग किया जा सकता है। हवा में वाष्प के रूप में बहुत सारा पानी होता है और यह स्रोत दुनिया भर में पाया जाता है। आप उस संसाधन तक पहुंचने के लिए AWH प्रौद्योगिकियों का उपयोग कर सकते हैं।हवा से पानी निकालने के कई वैज्ञानिक दृष्टिकोण हैं:
- पारंपरिक संक्षेपण विधियाँ हवा को उसके ओस बिंदु से नीचे ठंडा करती हैं, जिससे नमी बूंदों में बदल जाती है, जैसे सुबह ओस बनती है।
- कोहरा संचयन घने कोहरे से पानी की बूंदों को इकट्ठा करने के लिए जाल या जाल का उपयोग करने की प्रक्रिया है।
- सोरशन-आधारित विधियां, जो वांग के काम में उपयोग की जाती हैं, उन सामग्रियों पर निर्भर करती हैं जो हवा से पानी के अणुओं को अवशोषित करती हैं और फिर गर्म होने या सूरज की रोशनी के संपर्क में आने पर उन्हें तरल रूप में छोड़ देती हैं।
सोरशन-आधारित विधि ने ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि यह कम आर्द्रता की स्थिति में भी काम कर सकती है जहां सापेक्ष आर्द्रता 20 प्रतिशत तक कम हो सकती है, जैसे रेगिस्तान और शुष्क क्षेत्रों में।
वैंग की डिवाइस कैसे काम करती है
प्रोफेसर वांग के समूह ने ऐसे उपकरण बनाए हैं जो हवा से पानी निकालने के लिए विशेष अवशोषक सामग्री को सौर ताप के साथ जोड़ते हैं। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के शोधकर्ताओं के साथ टीम द्वारा परीक्षण किए गए पहले प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट सिस्टम में से एक में, जल वाष्प को छिद्रपूर्ण सामग्री पर रात भर सोख लिया जाता है। दिन के दौरान, सूर्य के प्रकाश की गर्मी जलवाष्प छोड़ती है, जो फिर एक एकत्रित टैंक में संघनित हो जाती है। इस कॉन्फ़िगरेशन के लिए विद्युत ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता नहीं है; यह सूरज की गर्मी से काम करता है.इन उपकरणों में उपयोग की जाने वाली छिद्रपूर्ण सामग्रियों को कभी-कभी उनकी सतहों पर कई पानी के अणुओं को बनाए रखने की क्षमता के लिए चुना जाता है। इन सामग्रियों को हवा शुष्क होने पर भी जल वाष्प को आकर्षित करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। जब पानी बहुत गर्म हो जाता है तो वे उसे बाहर निकाल देते हैं और फिर उसे इकट्ठा करके साफ किया जा सकता है।प्रयोगशाला और क्षेत्र दोनों में, प्रोफेसर वांग और उनकी टीम द्वारा बनाए गए प्रोटोटाइप ने प्रदर्शित किया कि यह विधि बहुत शुष्क रेगिस्तानी परिस्थितियों में भी मापनीय मात्रा में पानी प्राप्त कर सकती है। एरिज़ोना में एक परीक्षण स्थल पर, उपकरण यांत्रिक भागों को हिलाए बिना संचालित होता था और केवल सूर्य के प्रकाश द्वारा संचालित होता था।क्योंकि डिवाइस की सामग्री और डिज़ाइन को संचालित करने के लिए बिजली की आवश्यकता नहीं होती है, शोधकर्ताओं का मानना है कि भविष्य के संस्करण कम लागत वाले और स्केलेबल हो सकते हैं। लक्ष्य ऐसी प्रणालियाँ बनाना है जो सूरज की रोशनी जैसे परिवेशी ताप स्रोतों के साथ काम कर सकें, जिससे घरों, ग्रामीण समुदायों और सीमित बुनियादी ढांचे वाले क्षेत्रों में उनके कार्यान्वयन की अनुमति मिल सके।
यह शोध क्यों महत्वपूर्ण है?
विश्व स्वास्थ्य संगठन और संयुक्त राष्ट्र का कहना है कि पानी की कमी दुनिया भर में एक बड़ी समस्या है, खासकर शुष्क क्षेत्रों और उन जगहों पर जहां शहर तेजी से बढ़ रहे हैं। जब लोगों को पीने के पानी के लिए लंबी दूरी तय करनी पड़ती है या असुरक्षित स्रोतों पर निर्भर रहना पड़ता है, तो पानी की कमी से स्वास्थ्य समस्याएं, आर्थिक समस्याएं और सामाजिक तनाव पैदा हो सकता है।पीने के पानी के उत्पादन के लिए पारंपरिक दृष्टिकोण, जैसे अलवणीकरण या बड़ी नई उपचार सुविधाओं का निर्माण, महंगा और ऊर्जा-गहन हो सकता है। इसके विपरीत, वायुमंडलीय जल संचयन तकनीक पानी का एक विकेन्द्रीकृत स्रोत प्रदान करती है जो संभावित रूप से विद्युत ग्रिड के बिना भी काम कर सकता है। यह इसे ग्रामीण या दूरदराज के स्थानों के घरों के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक बनाता है जहां बुनियादी ढांचा सीमित या अविश्वसनीय है।यदि प्रौद्योगिकी में सुधार जारी रहता है, तो अंततः छोटे घरेलू उपकरणों का निर्माण और स्थापना की जा सकती है, जैसे छतों पर सौर पैनल लगाए जाते हैं। समय के साथ, ये प्रणालियाँ बड़े केंद्रीकृत प्रणालियों पर निर्भर हुए बिना समुदायों और घरों को उनकी जल आपूर्ति को पूरा करने में मदद कर सकती हैं।
भविष्य में क्या हो सकता है
दुनिया भर के शोधकर्ता अभी भी वायुमंडलीय जल के संचयन पर काम कर रहे हैं ताकि इसे और अधिक कुशल बनाया जा सके, लागत कम की जा सके और सिस्टम विभिन्न जलवायु में बेहतर ढंग से काम कर सकें। हाल के वर्षों में, वैकल्पिक सामग्रियों और तकनीकों का उपयोग करने वाले नए प्रोटोटाइप ने बेहतर प्रदर्शन और तेज़ उत्पादन दिखाया है। उदाहरण के लिए, एक प्रायोगिक विधि जो शर्बत में फंसी पानी की बूंदों को छोड़ने के लिए अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करती है, निष्क्रिय विधियों की तुलना में बहुत बेहतर है जो ऐसा करने के लिए गर्मी का उपयोग करती है। यह भविष्य के घरेलू उपकरणों के लिए एक नई दिशा है।प्रोफेसर वांग का शोध और इसी तरह की परियोजनाएं वैश्विक जल समस्याओं को हल करने के नए तरीके खोजने के व्यापक वैज्ञानिक प्रयास का हिस्सा हैं। लोग अभी भी घर पर इस तकनीक का अक्सर उपयोग नहीं करते हैं, लेकिन अब तक जो प्रगति हुई है वह बताती है कि भविष्य में घर पर हवा से पानी बनाना संभव हो सकता है, खासकर उन जगहों पर जहां पानी मिलना मुश्किल है।
