મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ટેક્નોલોજી પ્રેસ ઑફિસ વેબસાઇટ પરથી ડાઉનલોડ કરેલી છબીઓ બિન-લાભકારી સંસ્થાઓ, મીડિયા અને લોકો માટે ક્રિએટિવ કૉમન્સ એટ્રિબ્યુશન નોન-કમર્શિયલ નો ડેરિવેટિવ્સ લાયસન્સ હેઠળ ઉપલબ્ધ છે.તમે પ્રદાન કરેલી છબીઓને યોગ્ય કદમાં કાપવામાં ન આવે ત્યાં સુધી તમે તેને સંશોધિત કરી શકશો નહીં.છબીઓ ચલાવતી વખતે ક્રેડિટનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે;જો તે નીચે સૂચિબદ્ધ નથી, તો છબીને "MIT" સાથે લિંક કરો.
મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ટેક્નોલોજીના સંશોધકોએ 10 કિલો કરતાં ઓછું વજન ધરાવતું પોર્ટેબલ ડિસેલિનેશન ડિવાઇસ વિકસાવ્યું છે જે પીવાનું પાણી બનાવવા માટે કણો અને મીઠું દૂર કરે છે.
સુટકેસ-કદનું ઉપકરણ ફોન ચાર્જર કરતાં ઓછી શક્તિ વાપરે છે અને તે નાની પોર્ટેબલ સોલાર પેનલ દ્વારા પણ સંચાલિત થઈ શકે છે જે લગભગ $50 માં ઓનલાઈન ખરીદી શકાય છે.તે આપોઆપ પીવાના પાણીનું ઉત્પાદન કરે છે જે વિશ્વ આરોગ્ય સંસ્થાના ધોરણો કરતાં વધી જાય છે.ટેક્નોલોજી યુઝર-ફ્રેન્ડલી ડિવાઈસમાં પેક કરવામાં આવી છે જે પર કામ કરે છેએક બટન દબાવો.
અન્ય પોર્ટેબલ વોટર ઉત્પાદકોથી વિપરીત કે જેને ફિલ્ટરમાંથી પસાર થવા માટે પાણીની જરૂર પડે છે, આ ઉપકરણ પીવાના પાણીમાંથી કણો દૂર કરવા માટે વીજળીનો ઉપયોગ કરે છે.ફિલ્ટર રિપ્લેસમેન્ટ આવશ્યક નથી, લાંબા ગાળાની જાળવણીની જરૂરિયાતને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે.
આ એકમને દૂરસ્થ અને અત્યંત સંસાધન-સંબંધિત વિસ્તારોમાં તૈનાત કરવાની મંજૂરી આપી શકે છે, જેમ કે નાના ટાપુઓ પરના સમુદાયો અથવા ઑફશોર કાર્ગો જહાજો પર.તેનો ઉપયોગ કુદરતી આફતોમાંથી ભાગી રહેલા શરણાર્થીઓ અથવા લાંબા ગાળાની લશ્કરી કામગીરીમાં સામેલ સૈનિકોને મદદ કરવા માટે પણ થઈ શકે છે.
“મારા અને મારી ટીમ માટે આ ખરેખર 10 વર્ષની સફરની પરાકાષ્ઠા છે.વર્ષોથી અમે વિવિધ ડિસેલિનેશન પ્રક્રિયાઓ પાછળના ભૌતિકશાસ્ત્ર પર કામ કરી રહ્યા છીએ, પરંતુ આ બધી પ્રગતિઓને એક બૉક્સમાં મૂકીને, એક સિસ્ટમ બનાવીએ છીએ અને તેને સમુદ્રમાં કરીએ છીએ.તે મારા માટે ખૂબ જ લાભદાયી અને લાભદાયી અનુભવ રહ્યો છે," વરિષ્ઠ લેખક જોંગ્યુન હાન, ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ, કોમ્પ્યુટર સાયન્સ અને બાયોએન્જિનિયરિંગના પ્રોફેસર અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ રિસર્ચ લેબોરેટરી (RLE) ના સભ્યએ જણાવ્યું હતું.
ખાન સાથે પ્રથમ લેખક જુંગ્યો યુન, આરએલઈ ફેલો, હ્યુકજિન જે. ક્વોન, ભૂતપૂર્વ પોસ્ટડોક્ટરલ ફેલો, નોર્થઈસ્ટર્ન યુનિવર્સિટીના પોસ્ટડોક્ટરલ ફેલો સુંગકુ કાંગ અને યુએસ આર્મી કોમ્બેટ કેપેબિલિટીઝ ડેવલપમેન્ટ કમાન્ડ (DEVCOM) એરિક બ્રેક સાથે જોડાયા હતા.આ અભ્યાસ એન્વાયર્નમેન્ટલ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજી જર્નલમાં ઓનલાઈન પ્રકાશિત થયો હતો.
યૂને સમજાવ્યું કે કોમર્શિયલ પોર્ટેબલ ડિસેલિનેશન પ્લાન્ટ્સને ફિલ્ટર દ્વારા પાણી ચલાવવા માટે સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ દબાણવાળા પંપની જરૂર પડે છે, જે એકમની ઊર્જા કાર્યક્ષમતા સાથે સમાધાન કર્યા વિના લઘુચિત્ર કરવું મુશ્કેલ છે.
તેના બદલે, તેમનું ઉપકરણ આયન-કેન્દ્રીકરણ ધ્રુવીકરણ (ICP) નામની તકનીક પર આધારિત છે, જે ખાનના જૂથે 10 વર્ષ પહેલાં પાયો નાખ્યો હતો.પાણીને ફિલ્ટર કરવાને બદલે, ICP પ્રક્રિયા જળમાર્ગની ઉપર અને નીચે સ્થિત પટલ પર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર લાગુ કરે છે.જ્યારે મીઠાના અણુઓ, બેક્ટેરિયા અને વાયરસ સહિત હકારાત્મક કે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરાયેલા કણો પટલમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તેઓને તેમાંથી ભગાડવામાં આવે છે.ચાર્જ થયેલા કણોને પાણીના બીજા પ્રવાહમાં નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, જે આખરે બહાર નીકળી જાય છે.
આ પ્રક્રિયા ઓગળેલા અને નિલંબિત ઘન પદાર્થોને દૂર કરે છે, જે સ્વચ્છ પાણીને ચેનલોમાંથી પસાર થવા દે છે.કારણ કે તેને માત્ર નીચા દબાણવાળા પંપની જરૂર છે, ICP અન્ય તકનીકો કરતાં ઓછી ઊર્જા વાપરે છે.
પરંતુ ICP હંમેશા ચેનલની મધ્યમાં તરતા તમામ મીઠાને દૂર કરતું નથી.તેથી સંશોધકોએ બાકીના મીઠાના આયનોને દૂર કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોડાયલિસિસ નામની બીજી પ્રક્રિયા અમલમાં મૂકી.
યુન અને કાંગે ICP અને ઈલેક્ટ્રોડાયલિસિસ મોડ્યુલનું સંપૂર્ણ સંયોજન શોધવા માટે મશીન લર્નિંગનો ઉપયોગ કર્યો.શ્રેષ્ઠ સેટઅપમાં બે-તબક્કાની ICP પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે જ્યાં પાણી પ્રથમ તબક્કામાં છ મોડ્યુલોમાંથી પસાર થાય છે, પછી બીજા તબક્કામાં ત્રણ મોડ્યુલોમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોડાયલિસિસ પ્રક્રિયા થાય છે.આ પ્રક્રિયાને સ્વ-સફાઈ કરતી વખતે ઊર્જાનો વપરાશ ઘટાડે છે.
"જ્યારે તે સાચું છે કે કેટલાક ચાર્જ થયેલા કણો આયન વિનિમય પટલ દ્વારા કબજે કરી શકાય છે, જો તે ફસાઈ જાય, તો અમે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ધ્રુવીયતાને બદલીને સરળતાથી ચાર્જ થયેલા કણોને દૂર કરી શકીએ છીએ," યુને સમજાવ્યું.
તેઓએ તેમની ઉર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા અને તેમને પોર્ટેબલ એકમોમાં ફિટ થવા દેવા માટે ICP અને ઇલેક્ટ્રોડાયલિસિસ મોડ્યુલોને સંકોચ્યા અને સંગ્રહિત કર્યા.સંશોધકોએ બિન-નિષ્ણાતો માટે એક ઉપકરણ વિકસાવ્યું છે જે ફક્ત એક સાથે આપોઆપ ડિસેલિનેશન અને સફાઈની પ્રક્રિયા શરૂ કરી શકે છે.બટન.એકવાર ખારાશ અને કણોની સંખ્યા ચોક્કસ થ્રેશોલ્ડથી નીચે આવી જાય, ઉપકરણ વપરાશકર્તાઓને સૂચના આપે છે કે પાણી પીવા માટે તૈયાર છે.
સંશોધકોએ એક સ્માર્ટફોન એપ્લિકેશન પણ બનાવી છે જે ઉપકરણને વાયરલેસ રીતે નિયંત્રિત કરે છે અને ઊર્જા વપરાશ અને પાણીની ખારાશ પર રીઅલ-ટાઇમ ડેટાની જાણ કરે છે.
ખારાશ અને ટર્બિડિટી (ટર્બિડિટી) ની વિવિધ ડિગ્રીના પાણી સાથે પ્રયોગશાળાના પ્રયોગો પછી, ઉપકરણનું બોસ્ટનના કાર્સન બીચ પરના ક્ષેત્રમાં પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
યુન અને ક્વોને બૉક્સને કાંઠે સેટ કર્યું અને ફીડરને પાણીમાં ફેંકી દીધું.લગભગ અડધા કલાક પછી, ઉપકરણે પીવાના સ્વચ્છ પાણીથી પ્લાસ્ટિક કપ ભર્યો.
“તે ખૂબ જ રોમાંચક અને આશ્ચર્યજનક હતું કે તે પ્રથમ લોન્ચ વખતે પણ સફળ રહ્યું હતું.પરંતુ મને લાગે છે કે અમારી સફળતાનું મુખ્ય કારણ આ તમામ નાના સુધારાઓનો સંચય છે જે અમે રસ્તામાં કર્યા હતા,” ખાને કહ્યું.
પરિણામી પાણી વર્લ્ડ હેલ્થ ઓર્ગેનાઈઝેશનના ગુણવત્તા ધોરણો કરતાં વધી જાય છે, અને ઇન્સ્ટોલેશન સસ્પેન્ડેડ ઘન પદાર્થોની માત્રામાં ઓછામાં ઓછા 10 ગણો ઘટાડો કરે છે.તેમનો પ્રોટોટાઇપ 0.3 લિટર પ્રતિ કલાકના દરે પીવાનું પાણી બનાવે છે અને પ્રતિ લિટર માત્ર 20 વોટ-કલાક વાપરે છે.
ખાનના મતે, પોર્ટેબલ સિસ્ટમ વિકસાવવામાં સૌથી મોટો પડકાર એ છે કે કોઈ પણ વ્યક્તિ ઉપયોગ કરી શકે તેવું સાહજિક ઉપકરણ બનાવવું.
યુનને સ્ટાર્ટઅપ દ્વારા ટેક્નોલોજીનું વ્યાપારીકરણ કરવાની આશા છે કે તે ઉપકરણને વધુ વપરાશકર્તા-મૈત્રીપૂર્ણ બનાવવા અને તેની ઉર્જા કાર્યક્ષમતા અને પ્રદર્શનને સુધારવા માટે લોન્ચ કરવાની યોજના ધરાવે છે.
લેબમાં, ખાન છેલ્લા દાયકામાં જે પાઠ શીખ્યા છે તેને ડિસેલિનેશન ઉપરાંત પાણીની ગુણવત્તાના મુદ્દાઓ પર લાગુ કરવા માંગે છે, જેમ કે પીવાના પાણીમાં દૂષિત તત્વોની ઝડપી શોધ.
"તે ચોક્કસપણે એક આકર્ષક પ્રોજેક્ટ છે અને અમે અત્યાર સુધી કરેલી પ્રગતિ પર મને ગર્વ છે, પરંતુ હજુ ઘણું કામ કરવાનું બાકી છે," તેમણે કહ્યું.
ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે "ઇલેક્ટ્રોમેમ્બ્રેન પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીને પોર્ટેબલ સિસ્ટમ્સનો વિકાસ એ ઓફ-ગ્રીડ નાના-પાયે પાણીના ડિસેલિનેશન માટે એક મૂળ અને રસપ્રદ માર્ગ છે," પ્રદૂષણની અસરો, ખાસ કરીને જો પાણીની ગંદકી વધારે હોય, તો જાળવણીની જરૂરિયાતો અને ઊર્જા ખર્ચમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે. , ન્યુ યોર્ક યુનિવર્સિટીના અબુ ધાબી વોટર રિસર્ચ સેન્ટરના પ્રો. એન્જિનિયર અને ડિરેક્ટર નિદાલ હિલાલ નોંધે છે, જેઓ અભ્યાસમાં સામેલ ન હતા.
"બીજી મર્યાદા એ ખર્ચાળ સામગ્રીનો ઉપયોગ છે," તેમણે ઉમેર્યું."સસ્તી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને સમાન સિસ્ટમો જોવાનું રસપ્રદ રહેશે."
DEVCOM સોલ્જર સેન્ટર, અબ્દુલ લતીફ જમીલ વોટર એન્ડ ફૂડ સિસ્ટમ્સ લેબોરેટરી (J-WAFS), પ્રાયોગિક કૃત્રિમ બુદ્ધિમાં નોર્થઈસ્ટર્ન યુનિવર્સિટી પોસ્ટડોક્ટરલ ફેલોશિપ પ્રોગ્રામ અને રુ ઈન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ આર્ટિફિશિયલ ઈન્ટેલિજન્સ દ્વારા આ અભ્યાસને ભાગરૂપે ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવ્યું હતું.
ફોર્ચ્યુનના ઇયાન માઉન્ટના જણાવ્યા અનુસાર MITની ઇલેક્ટ્રોનિક્સ રિસર્ચ લેબોરેટરીના સંશોધકોએ પોર્ટેબલ વોટરમેકર વિકસાવ્યું છે જે દરિયાના પાણીને પીવાના સલામત પાણીમાં ફેરવી શકે છે.માઉન્ટ લખે છે કે સંશોધન વૈજ્ઞાનિક જોંગ્યુન ખાન અને સ્નાતક વિદ્યાર્થી બ્રુસ ક્રોફોર્ડે ઉત્પાદનનું વેપારીકરણ કરવા માટે નોના ટેક્નોલોજીની સ્થાપના કરી હતી.
મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ટેક્નોલોજીના સંશોધકોએ "એક ફ્રી-ફ્લોટિંગ ડિસેલિનેશન ડિવાઇસ વિકસાવ્યું છે જેમાં બાષ્પીભવનના બહુવિધ સ્તરોનો સમાવેશ થાય છે જે પાણીની વરાળના ઘનીકરણમાંથી ગરમીને પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે, તેની એકંદર કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે," સીએનએનના નીલ નેલ લેવિસ અહેવાલ આપે છે."સંશોધકો સૂચવે છે કે તેને દરિયામાં તરતી પેનલ તરીકે ગોઠવી શકાય છે, તાજા પાણીને કિનારે પાઈપ કરી શકાય છે, અથવા તેને દરિયાઈ પાણીની ટાંકીમાં ઉપયોગ કરીને એક જ ઘરને સેવા આપવા માટે ડિઝાઇન કરી શકાય છે," લેવિસે લખ્યું.
એમઆઈટીના સંશોધકોએ સુટકેસ-સાઇઝનું પોર્ટેબલ ડિસેલિનેશન ડિવાઇસ વિકસાવ્યું છે જે ખારા પાણીને પીવાના પાણીમાં ફેરવી શકે છે.એક બટન દબાવો, ફાસ્ટ કંપનીના એલિસાવેટા એમ. બ્રાન્ડોન અહેવાલ આપે છે.આ ઉપકરણ "દૂરના ટાપુઓ, ઑફશોર કાર્ગો જહાજો અને પાણીની નજીકના શરણાર્થી શિબિરો પરના લોકો માટે એક આવશ્યક સાધન હોઈ શકે છે," બ્રાન્ડને લખ્યું.
મધરબોર્ડ રિપોર્ટર ઓડ્રે કાર્લટન લખે છે કે MIT સંશોધકોએ "એક ફિલ્ટર વિનાનું, પોર્ટેબલ ડિસેલિનેશન ડિવાઇસ વિકસાવ્યું છે જે સોલર-જનરેટેડ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડનો ઉપયોગ મીઠું, બેક્ટેરિયા અને વાયરસ જેવા ચાર્જ થયેલા કણોને દૂર કરવા માટે કરે છે."દરિયાની સપાટીમાં વધારો થવાને કારણે અછત એ દરેક માટે વધતી જતી સમસ્યા છે.અમે અંધકારમય ભવિષ્ય નથી ઈચ્છતા, પરંતુ અમે લોકોને તેના માટે તૈયાર રહેવામાં મદદ કરવા માંગીએ છીએ.”
એમઆઈટી સંશોધકો દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ એક નવું પોર્ટેબલ સૌર-સંચાલિત ડિસેલિનેશન ઉપકરણ અહીં પીવાનું પાણી બનાવી શકે છે.બટનનો સ્પર્શ, ડેઇલી બીસ્ટના ટોની હો ટ્રાન અનુસાર."ઉપકરણ પરંપરાગત વોટરમેકર્સની જેમ કોઈપણ ફિલ્ટર પર આધારિત નથી," ટ્રાને લખ્યું."તેના બદલે, તે પાણીમાંથી ખનિજો, જેમ કે મીઠાના કણોને દૂર કરવા માટે પાણીને ઇલેક્ટ્રોક્યુટ કરે છે."