Sebuah tim peneliti di Universitas Sains dan Teknologi King Abdullah telah mengembangkan cara untuk menggunakan limbah panas yang biasanya terbuang dari panel surya untuk mengubah air laut menjadi air bersih yang layak minum melalui distilasi bertingkat. Dalam makalah mereka yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications, para peneliti menggambarkan bagaimana mereka memodifikasi panel surya tradisional untuk memungkinkan pemurnian air laut.
Jutaan orang, kebanyakan di negara-negara berkembang, berjuang untuk mendapatkan air minum. Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan telah mencari cara untuk menyerap air dari udara, atau air bersih yang tidak layak untuk dapat dikonsumsi. Dalam upaya baru ini, para peneliti telah memodifikasi panel surya untuk memungkinkan pemurnian air laut secara simultan agar layak untuk diminum.
Panas dari panel surya (permukaan atas) menggerakkan uap air dari saluran air laut (biru tua) melintasi membran hidrofobik (oranye) ke saluran penerima air tawar (biru muda). [Credit: Wenbin Wang]
Perangkat ini disusun oleh tiga buah kotak yang berada di bawah panel surya yang dilengkapi dengan membran yang digunakan untuk memurnikan air laut dengan sistem distilasi. Kotak-kotak tersebut terdiri dari unit distilasi dalam tiga tahap. Limbah panas dari panel surya mengalir ke kotak pertama dan memanaskan air laut. Saat menguap, akan melewati sebuah membran hidrofobik dan selanjutnya mengembun, menghasilkan air minum yang bersih. Panas yang dihasilkan dari kotak pertama diteruskan ke kotak kedua, yang mengalami proses yang sama untuk menghasilkan air minum bersih. Dan panas dari kotak kedua diteruskan ke kotak ketiga, di mana airnya lebih banyak mengalami pemrosesan.
Panas memaksa air untuk berubah menjadi uap. Tetapi ketika terkondensasi, energi panas dialirkan ke membran yang lebih rendah untuk proses pengulangan.
Hanya satu meter persegi perangkat distilasi ini terbukti menyaring lebih dari 1,6 liter air laut per jam, semua tanpa mengurangi jumlah listrik yang dihasilkan oleh sel fotovoltaik yang berada di atasnya.
Pengujian yang dilakukan terhadap panel surya yang telah dimodifikasi ini menunjukkan teknik ini mampu memurnikan air laut. Selain menghilangkan kotoran dan partikel lain, proses distilasi juga menghilangkan logam berat yang berbahaya. Pengujian juga menunjukkan panel yang dimodifikasi mampu memurnikan hingga tiga kali lipat dari tenaga surya konvensional. Para peneliti juga mencatat bahwa penambahan objek di bawah panel surya tidak mengurangi efisiensinya — masih efisien sekitar 11 persen.
Sebagian besar sumber listrik yang tersedia sekarang, mengkonsumsi jumlah air yang besar. Batubara dan gas mendidihkan sejumlah besar air untuk menggerakkan turbin. Pembangkit listrik tenaga nuklir melakukan hal yang sama dan bahkan menggunakan lebih banyak air untuk sistem pendinginannya.
Para peneliti menyarankan bahwa panel surya yang dimodifikasi ini dapat digunakan di tempat-tempat di mana orang memiliki akses yang mudah terhadap air laut, untuk menyediakan air minum bersih. Lebih lanjut, mereka menyarankan bahwa kemajuan di masa depan – panel surya dan distilasi – memungkinkan untuk menghasilkan hingga 10 persen dari air yang dikonsumsi di dunia.
