BAGIKAN

Dengan dua miliar orang di seluruh dunia kekurangan akses terhadap air minum yang bersih dan aman, penelitian bersama oleh Monash University, CSIRO dan The University of Texas di Austin yang diterbitkan di Sciences Advances mungkin menawarkan solusi terobosan baru.

Semuanya bermuara pada metal-organic frameworks (MOFs), bahan generasi berikutnya yang menakjubkan yang memiliki luas permukaan internal terbesar dari bahan yang telah diketahui. Spons seperti kristal ini dapat digunakan untuk menangkap, menyimpan dan melepaskan senyawa kimia. Dalam hal ini, garam dan ion yang berada pada air laut.

Zhang Huacheng, Profesor Huanting Wang dan Profesor Associate Zhe Liu dan tim mereka di Teknik Kimia, bekerja sama dengan Dr Anita Hill dari CSIRO dan Profesor Benny Freeman dari McKetta Department of Chemical Engineering di The University of Texas di Austin, baru-baru ini menemukan bahwa Membran MOF dapat meniru fungsi penyaringan, atau ‘selektivitas ion’, membran sel organik.

Dengan perkembangan lebih lanjut, membran ini memiliki potensi signifikan untuk melakukan fungsi ganda menghilangkan garam dari air laut dan memisahkan ion logam dengan cara yang sangat efisien dan hemat biaya, menawarkan pendekatan teknologi baru yang revolusioner untuk industri air dan pertambangan.

Saat ini, membran reverse osmosis bertanggung jawab atas lebih dari setengah kapasitas desalinasi dunia, dan tahap terakhir dari kebanyakan proses pengolahan air, namun membran ini memiliki ruang untuk perbaikan dengan faktor 2 sampai 3 dalam konsumsi energi.

Mereka tidak beroperasi berdasarkan prinsip dehidrasi ion, atau transportasi ion selektif dalam saluran biologis, subjek Hadiah Nobel Kimia tahun 2003 diberikan kepada Roderick MacKinnon dan Peter Agre, dan oleh karena itu memiliki keterbatasan yang signifikan.

[via monash.edu]

Di industri pertambangan, proses membran sedang dikembangkan untuk mengurangi polusi air, dan juga untuk memulihkan logam mulia.

Sebagai contoh, baterai lithium-ion sekarang menjadi sumber tenaga paling populer untuk perangkat elektronik bergerak, namun pada tingkat konsumsi saat ini, ada kenaikan permintaan yang cenderung memerlukan produksi lithium dari sumber non-tradisional, seperti pemulihan dari air garam dan pengaliran limbah proses. Jika layak secara ekonomi dan teknologi, ekstraksi langsung dan pemurnian litium dari sistem cairan kompleks semacam itu akan memiliki dampak ekonomi yang dalam.

Inovasi ini, sekarang dimungkinkan berkat penelitian baru ini. Profesor Huanting Wang berkata, “Kami dapat menggunakan temuan kami untuk mengatasi tantangan desalinasi air. Daripada mengandalkan biaya mahal dan intensif energi saat ini, penelitian ini membuka potensi untuk menghilangkan ion garam dari air dengan cara yang jauh lebih hemat energi dan ramah lingkungan.”

“Selain itu, ini hanyalah awal dari potensi fenomena ini. Kami akan terus meneliti bagaimana selektivitas ion lithium membran ini dapat diterapkan lebih lanjut. Ion lithium melimpah di air laut, jadi ini berimplikasi pada industri pertambangan yang saat ini menggunakan bahan kimia yang tidak efisien untuk mengekstrak litium dari batuan dan air laut. Permintaan global untuk lithium yang dibutuhkan untuk elektronika dan baterai sangat tinggi. Membran ini menawarkan potensi cara yang sangat efektif untuk mengekstrak ion lithium dari air laut, sumber yang berlimpah dan mudah diakses. ”

Dengan membangun pemahaman ilmiah MOF yang semakin meningkat, Dr. Anita Hill CSIRO mengatakan bahwa penelitian ini menawarkan potensi penggunaan dunia nyata untuk bahan generasi berikutnya. “Prospek penggunaan MOF untuk penyaringan air yang berkelanjutan sangat menarik dari perspektif publik yang baik, selain memberikan cara yang lebih baik untuk mengeluarkan ion lithium untuk memenuhi permintaan global juga dapat menciptakan industri baru untuk Australia,” kata Dr Hill.

Profesor Benny Freeman dari University of Texas di Austin mengatakan, “Air yang dihasilkan dari ladang gas serpih di Texas kaya akan lithium. Konsep pemisahan bahan yang canggih, seperti ini, berpotensi mengubah aliran limbah ini menjadi peluang pemulihan sumber daya. Saya sangat bersyukur memiliki kesempatan untuk bekerja sama dengan rekan-rekan terkemuka dari Monash dan CSIRO ini melalui Komisi Fulbright Australia-Amerika untuk Ketua terhormat Fulbright AS dalam Sains, Teknologi dan Inovasi yang disponsori oleh Organisasi Riset Ilmiah dan Industri Persemakmuran (CSIRO) . “