ऑस्मोटिक (परासरणी) ऊर्जा रूपांतरण में ऊर्जा का उत्पादन निम्न में से किससे होता है?

Question

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D: खारा पानी

Explanation & Concepts:
ऑस्मोटिक ऊर्जा, जिसे ब्लू एनर्जी या लवणता प्रवणता शक्ति भी कहा जाता है, समुद्र के पानी और नदी के पानी के बीच नमक की सांद्रता में अंतर से प्राप्त ऊर्जा है। यह अर्ध-पारगम्य झिल्ली (semi-permeable membrane) द्वारा अलग किए जाने पर अलग-अलग लवणता स्तर वाले दो समाधानों के बीच मौजूद रासायनिक क्षमता अंतर का उपयोग करती है।

Working Principle: यह सिद्धांत प्रेशर रिटार्डेड ऑस्मोसिस (PRO) पर निर्भर करता है। जब मीठे पानी और खारे पानी को एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली द्वारा अलग किया जाता है, तो पानी के अणु ऑस्मोटिक दबाव के कारण स्वाभाविक रूप से खारे पानी की ओर बढ़ते हैं। यह प्रवाह खारे पानी की तरफ दबाव बढ़ाता है, जिसका उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए टर्बाइन चलाने के लिए किया जा सकता है।

Key Formulas: $\Delta \Pi = cRT\Delta i$ — जहाँ $\Delta \Pi$ ऑस्मोटिक दबाव का अंतर है, $c$ मोलर सांद्रता है, $R$ गैस स्थिरांक है, $T$ तापमान है, और $i$ वैन टी हॉफ कारक है।

Key Points: विभिन्न लवणता के जल स्रोतों के बीच रासायनिक क्षमता प्रवणता का उपयोग करता है।; आमतौर पर रिवर्स इलेक्ट्रोडायलिसिस (RED) या प्रेशर रिटार्डेड ऑस्मोसिस (PRO) तकनीकों का उपयोग करता है।; पवन या सौर ऊर्जा के विपरीत इसे एक अत्यधिक सुसंगत और पूर्वानुमान योग्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत माना जाता है।; यह प्रक्रिया प्राकृतिक रूप से नदी के मुहाने पर होती है जहाँ मीठा पानी समुद्र से मिलता है।

Advantages: उच्च ऊर्जा घनत्व क्षमता; निरंतर बिजली उत्पादन (24/7); न्यूनतम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन

Disadvantages: उच्च झिल्ली लागत और फाउलिंग (fouling) संबंधी समस्याएं; मुहाना पारिस्थितिकी तंत्र पर पर्यावरणीय प्रभाव; बड़ी मात्रा में पानी की आवश्यकता

Applications: तटीय बिजली संयंत्र; अलवणीकरण संयंत्रों के साथ एकीकरण (खारे पानी से ऊर्जा प्राप्त करने के लिए)

Additional Info: मीठे पानी के मुकाबले समुद्री पानी का अधिकतम सैद्धांतिक दबाव शीर्ष लगभग 24-27 बार है।. विकल्प A OTEC (ओशन थर्मल एनर्जी कन्वर्जन) को संदर्भित करता है, ऑस्मोटिक ऊर्जा को नहीं।

Answer: D सही है — ऑस्मोटिक ऊर्जा रूपांतरण खारे पानी और मीठे पानी के बीच मौजूद ऑस्मोटिक दबाव प्रवणता का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करता है।

Exam Tip: हमेशा OTEC (जो समुद्री पानी में थर्मल प्रवणता का उपयोग करता है) और ऑस्मोटिक पावर (जो लवणता प्रवणता का उपयोग करती है) के बीच अंतर करें, क्योंकि परीक्षाओं में दोनों को अक्सर 'समुद्री ऊर्जा' के तहत समूहित किया जाता है।

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Option A: कम क्वथनांक वाले तरल पदार्थ

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Option B: कम वाष्प दबाव वाले तरल पदार्थ

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Option C: मिश्रणीय तरल पदार्थ

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