Kemampuan untuk menciptakan air minum yang bersih dan aman hanya dengan menggunakan sinar matahari dan teknologi gel murah yang alami, berkat inovasi dalam pemurnian air.
Menurut PBB, 30.000 orang meninggal setiap minggu akibat dari konsumsi dan penggunaan air yang tidak bersih. Meskipun sebagian besar korban jiwa ini terjadi di negara-negara berkembang, AS tidak asing dengan kekurangan air yang tak terduga, terutama setelah angin topan, badai tropis dan bencana alam lainnya yang dapat mengganggu pasokan tanpa peringatan.
Dipimpin oleh Guihua Yu, profesor ilmu material dan teknik mesin di The University of Texas di Austin, sebuah tim peneliti di Sekolah Cockrell dari UT Austin telah mengembangkan teknologi hemat biaya dan ringkas menggunakan gabungan bahan hibrida gel polimer. Memiliki sifat hidrofilik (menarik air ) dan sifat semikonduktor (menyerap sinar matahari), “hidrogel” ini (jaringan rantai polimer yang dikenal karena daya serapnya yang tinggi) memungkinkan produksi air minum yang bersih dan aman dari sumber apa pun, baik itu dari lautan atau pasokan yang terkontaminasi.
Temuan ini diterbitkan dalam edisi terbaru jurnal Nature Nanotechnology .
“Kami pada dasarnya telah menulis ulang seluruh pendekatan untuk evaporasi air surya konvensional,” kata Yu. Para peneliti Texas Engineering telah mengembangkan generator uap surya berbasis hidrogel baru yang menggunakan energi matahari ambient untuk menggerakkan penguapan air untuk desalinasi yang efektif.
Teknologi penguapan dengan matahari yang digunakan untuk mengolah air laut melibatkan proses yang sangat mahal yang bergantung pada instrumen optik untuk memusatkan sinar matahari. Tim UT Austin mengembangkan gel berstruktur nano yang membutuhkan jauh lebih sedikit energi, hanya membutuhkan tingkat cahaya matahari ambient alami untuk berjalan, selain itu juga mampu meningkatkan volume air yang dapat diuapkan secara signifikan.
“Desalinasi air melalui distilasi adalah metode umum untuk produksi massal air tawar. Namun, teknologi distilasi saat ini, seperti multi-stage flash dan multi-efect distillation, memerlukan infrastruktur yang signifikan dan cukup memerlukan banyak energi,” kata Fei Zhao, seorang postdoctoral peneliti bekerja di bawah pengawasan Yu. “Energi matahari, sebagai sumber panas yang paling berkelanjutan untuk potensi distilasi energi, secara luas dianggap sebagai alternatif yang bagus untuk desalinasi air .”
Hidrogel memungkinkan uap air untuk dihasilkan di bawah sinar matahari langsung dan kemudian dipompa menuju kondensor untuk pengiriman air tawar. Sifat-sifat desalinasi dari hidrogel ini bahkan diuji pada sampel air dari Laut Mati yang kaya garam dan dilewatkan dengan mudah dan baik.
Menggunakan sampel air dari salah satu badan air paling kotor di Bumi, insinyur UT mampu mengurangi salinitas dari sampel Laut Mati secara signifikan setelah menempatkan mereka melalui proses hidrogel. Bahkan, mereka mencapai tingkat yang memenuhi standar air minum yang diterima sebagaimana digariskan oleh WHO dan Badan Perlindungan Lingkungan AS.
“Uji kami di luar ruangan menunjukkan bahwa produksi air suling setiap hari hingga 25 liter per meter persegi, cukup untuk kebutuhan rumah tangga dan bahkan daerah bencana,” kata Yu.
“Lebih jauh lagi, hidrogel dapat dengan mudah dipasang untuk menggantikan komponen inti dalam kebanyakan sistem desalinasi matahari yang ada, dengan demikian menghilangkan kebutuhan untuk perombakan total sistem desalinasi yang sudah digunakan.”
Karena garam adalah salah satu zat yang paling sulit dipisahkan dari air, para peneliti juga berhasil menunjukkan kapasitas hidrogel untuk menyaring sejumlah kontaminan umum lainnya yang ditemukan dalam air yang dianggap tidak aman untuk dikonsumsi.
Yu percaya teknologi dapat dikomersialkan dan sedang mempersiapkan tim risetnya untuk mengantisipasi permintaan dari industri untuk melakukan tes skalabilitas.
Dampak potensial dari teknologi ini bisa jauh jangkauannya, karena permintaan global untuk air segar dan bersih melebihi persediaan alami yang ada.
Permohonan paten telah diajukan, dan Yu telah bekerja sama dengan Kantor Komersialisasi Teknologi universitas untuk membantu perizinan dan komersialisasi untuk kelas baru hidrogel ini.
