زمین کی سطح کا دو تہائی حصہ چیزوں سے بھرا ہوا ہے، لیکن پانی – خاص طور پر، صاف اور پینے کے قابل قسم – اربوں لوگوں کے لیے ناقابل رسائی ہے۔

بیک مین انسٹی ٹیوٹ فار ایڈوانسڈ سائنس اینڈ ٹکنالوجی کے محققین کے ذریعہ تیار کیا گیا ایک نیا پیوریفیکیشن سسٹم پینے کے قابل مصنوعات سے نمک اور دیگر غیر ضروری ذرات کو الگ کرنے کے لئے ڈائیلاسز کا ایک برقی ورژن استعمال کرتا ہے۔ دریاؤں اور سمندروں میں منصوبہ بند توسیع کے ساتھ گندے پانی پر کامیابی کے ساتھ لاگو کیا گیا، یہ طریقہ پیسہ بچاتا ہے اور اپنے ہم منصبوں کے مقابلے میں 90% کم توانائی بچاتا ہے۔

مطالعہ میں ظاہر ہوتا ہے ACS توانائی کے خطوط.

اگر صرف پانی سے نمک نکالنا اتنا ہی آسان تھا جتنا کہ بحرالکاہل کے اوپر ایک بڑے مقناطیس کو لہرانا یا ایک انتہائی باریک چھلنی کے ذریعے مائع کو چھاننا۔ ایک بار جب متزلزل معدنیات گھل جاتی ہے، علیحدگی کا عمل — سائنسی حلقوں میں ڈی سیلینیشن — زیادہ مہنگا ہو جاتا ہے اور زیادہ توانائی استعمال کرتا ہے۔

ناپاکیوں اور نامیاتی مادے (وہ چھوٹے دھبے جو آپ کو غیر فلٹر شدہ سمندری پانی کے ایک سکوپ میں معطل نظر آتے ہیں) کی وجہ سے صاف کرنا مزید پیچیدہ ہوتا ہے، جس کے ہٹانے سے توانائی اور اخراجات کے بجٹ میں اضافہ ہوتا ہے۔

بیک مین ژاؤ سو نے کہا، “ہمیں پینے کے پانی کو صاف کرنے کے لیے ایک ایسا طریقہ درکار ہے جو کم توانائی والا، سستا اور ان کمیونٹیز کے لیے مفید ہو جنہیں اس کی سب سے زیادہ ضرورت ہے۔ میں اپنے حل کو توانائی اور پانی کے دونوں بحرانوں سے نمٹنے کے لیے ایک پلیٹ فارم کے طور پر دیکھتا ہوں”۔ محقق اور یونیورسٹی آف الینوائے Urbana-Champaign میں کیمیکل اور بائیو مالیکولر انجینئرنگ کے اسسٹنٹ پروفیسر۔

نمکین پانی کو عام طور پر ناپسندیدہ عناصر جیسے سوڈیم، کلورائیڈ، نامیاتی مادے، اور مختلف ایٹمک اسٹو ویز کو الگ کرنے کے لیے فلٹریشن یا بخارات کی ضرورت ہوتی ہے۔ گرمی، مثال کے طور پر، یہ چال اچھی طرح سے کرتی ہے — باورچی خانے کے ایک سادہ تجربے سے پتہ چلتا ہے کہ ابلتے ہوئے نمکین پانی سے مائع بخارات بن جاتا ہے اور نمک ٹھوس، نمکین پرت کی طرح رہتا ہے۔

ایس یو اور اس کے ساتھیوں نے ایک مختلف طریقہ اختیار کیا: الیکٹرو ڈائلیسس۔ بالکل اسی طرح جیسے خون کا ڈائیلاسز، جو گردے کی طرح ہماری رگوں سے نمک اور دیگر زہریلے مادوں کو خارج کرتا ہے، الیکٹرو ڈائلیسس گندے پانی سے نمکیات اور نامیاتی مادے کو صاف، پینے کے قابل مصنوعات تیار کرنے کے لیے نکالتا ہے۔

الیکٹرو ڈائلیسس ایک مؤثر صفائی کا آلہ ہے، لیکن اکثر توانائی کی اعلی قیمت پر آتا ہے۔ یہ بڑی حد تک اس کے پانی کو تقسیم کرنے والے ردعمل کی وجہ سے ہے، جو پانی کے مالیکیولز کو دو اجزاء میں الگ کرتا ہے: ایک مثبت چارج شدہ پروٹون اور ایک منفی چارج شدہ ہائیڈرو آکسائیڈ۔ چونکہ نمک کے بلڈنگ بلاکس کے اپنے چارجز ہوتے ہیں، پانی کو تقسیم کرنے سے معدنیات کی حرکت کو ایک مقررہ سمت میں کرنے پر مجبور کیا جاتا ہے — جیسے کیڑا ایک مخالف چارج شدہ شعلے کی طرف یا دھات کا سکریپ مقناطیس پر۔

مقناطیس کے بجائے، الیکٹرو ڈائلیسس چارج شدہ آئن ایکسچینج جھلیوں کا استعمال کرتا ہے، اس لیے یہ نام دیا گیا ہے کیونکہ صرف آئن (مثبت یا منفی برقی چارج والے ایٹم) ہی گزر سکتے ہیں۔ آئن ایکسچینج میمبرین الیکٹرو ڈائلیسس کے سب سے مہنگے اجزاء میں سے ایک ہیں، کیونکہ انہیں مستعد دیکھ بھال اور بار بار تبدیلی کی ضرورت ہوتی ہے۔

Su اور اس کے ساتھیوں نے الیکٹرو ڈائلیسس کے توانائی کے ٹول یا آئن ایکسچینج جھلیوں کے مالی دباؤ کے بغیر پانی کو صاف کرنے کی کوشش کی۔ لہذا، انہوں نے روایتی انداز کو دو بڑے طریقوں سے تبدیل کیا۔

توانائی کو بچانے کے لیے، محققین نے نمک کی علیحدگی کے عمل کو ایک کیمیائی رجحان کے ساتھ ہموار کیا جسے ریڈوکس ردعمل کہا جاتا ہے۔ لفظ ریڈوکس لفظوں میں کمی (جو کہ کیمسٹری میں، منفی چارج بنانے کے لیے الیکٹرانوں کو شامل کرنے کی وضاحت کرتا ہے) اور آکسیڈیشن (جس کا مطلب ہے کہ مثبت چارج بنانے کے لیے الیکٹرانوں کو گھٹانا) کا ایک پورٹ مینٹیو ہے۔ جسمانی طور پر، ریڈوکس ردعمل کو متحرک کرنا ایسا لگتا ہے جیسے گندے پانی کو فلٹر اور صاف کرنے سے پہلے اس میں ایک خاص پولیمر پر مبنی مواد شامل کیا جائے۔

کیمیاوی طور پر، نتائج تبدیلی ہیں. نمک کو نکالنے کے لیے پانی کے مالیکیولز کو مثبت اور منفی چارج شدہ ٹکڑوں میں تقسیم کرنے کے بجائے، ریڈوکس ری ایکشن ایک ہی وقت میں پانی کے پورے مالیکیول کے چارج کو تبدیل کر دیتا ہے، روایتی پانی سے تقریباً 90% کم توانائی کے ساتھ نمکین علیحدگی کی اسی ڈگری کو حاصل کرتا ہے۔ تقسیم

توانائی کی کارکردگی میں اقتصادی بچت کو شامل کرنے کے لیے، محققین نے روایتی آئن ایکسچینج میمبرین کو نینو فلٹریشن میمبرین کے لیے تبدیل کیا، جو کہ ایک زیادہ مضبوط اور کم مہنگا آپشن ہے۔

ایک علاقائی واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کے تجربات نے ثابت کیا کہ محققین کا طریقہ گندے پانی کو کامیابی سے صاف کر سکتا ہے۔ مستقبل کے منصوبوں میں کھارے پانی اور کھارے پانی کے ذرائع جیسے زیر زمین پانی اور دریاؤں میں پھیلنا شامل ہے۔

اس کی کم توانائی کی ضرورت کی وجہ سے، ریڈوکس سے متاثر الیکٹرو ڈائلیسس کو سولر پینلز کے ساتھ اچھی طرح سے جوڑنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ Su نے کہا کہ گرم موسموں میں اس کی مثبت کارکردگی آب و ہوا سے متاثرہ علاقوں میں ایپلی کیشنز کے لیے مفید ہے، “جہاں کم لاگت، کم توانائی کی صفائی کی بہت زیادہ ضرورت ہے۔”

انہوں نے کہا کہ “پانی کی کمی ایک عالمی مسئلہ ہے، اور یہ ایک دن میں تبدیل نہیں ہونے والا ہے۔ لیکن ہم ایک ایسے حل کی طرف قدم اٹھا رہے ہیں جو ممکن ہو اور اس کو پورا کیا جا سکے۔”

اب تک، محققین نے ایک سے زیادہ لیٹر کے نمونوں پر ان کے طریقہ کار کا تجربہ کیا ہے. لیکن وہ ایک بڑے تالاب میں توسیع کے خواہشمند ہیں۔

ایس یو نے کہا، “ہمارے پاس صحیح پولیمر ہے، ہمارے پاس صحیح جھلی ہے، اور ہمارے پاس صحیح حالات ہیں۔” “سائنس وہاں موجود ہے، لہذا اگلا مرحلہ ان آلات کو حقیقی دنیا کے پانی کے علاج کے لیے تعینات کرنے کی راہ ہموار کر رہا ہے۔ مجھے یقین ہے کہ اس کے لیے صحیح وقت ہے، اور میں اسے ہوتا دیکھ کر بہت پرجوش ہوں۔”



>Source link>

>>Join our Facebook Group be part of community. <<

By hassani

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *