Desalinasi tenaga surya supercharged baru menjanjikan harga air bersih yang lebih murah dibandingkan produk kemasan
Harga air bersih di wilayah paling kering di dunia mungkin akan segera turun di bawah harga air kemasan standar. Sebuah tim gabungan ilmuwan Tiongkok dari Institute of Process Engineering (IPE) di Chinese Academy of Sciences dan Universitas Shenzhen telah meluncurkan prototipe desalinasi bertenaga surya yang beroperasi tanpa biaya energi utilitas. Pengembangan utamanya adalah struktur fototermal 3D baru, yang dibuat khusus untuk meningkatkan penguapan matahari. “Teknologi baru ini juga menunjukkan potensi ekonomi yang menjanjikan. Para peneliti memperkirakan setelah dua tahun beroperasi, biaya air yang dihasilkan oleh teknologi ini akan lebih rendah dibandingkan dengan air kemasan komersial,” kata para peneliti. Menjahit “hutan nano” Desalinasi biasanya menghabiskan energi. Teknologi dominan di bumi, reverse osmosis, memompa air laut melalui membran mikroskopis menggunakan jaringan listrik dalam jumlah besar. Penguapan tenaga surya merupakan alternatif yang lebih bersih, namun memiliki masalah penggumpalan. Bahan penyerap panas terbaik adalah nanopartikel bubuk ultrahalus. Masukkan ke dalam air, dan mereka akan menggumpal seperti tepung basah, menghambat uap air yang seharusnya dikeluarkan. Untuk mengatasi rintangan ini, penelitian baru ini menggunakan rantai polietilen tereftalat (PET) yang tahan lama untuk mengunci nanosfer berongga dan berlapis banyak (HoMS). Dipandu oleh teori parameter kelarutan Hansen, rantai polimer terikat pada HoMS, sehingga menciptakan hubungan yang erat. Selanjutnya, benang polimer dipandu secara tepat melalui pori-pori mikroskopis nanosfer. Setelah didinginkan, rantai ini saling bertautan. Hasilnya adalah “hutan nano” tiga dimensi yang stabil secara struktural. Ia menangkap cahaya, mempertahankan bentuknya, dan memungkinkan air mengalir dengan bebas. Bahan baru ini mencapai tingkat penguapan 38,14 kg m-2 jam-1, berkat integrasi erat rantai polimer dengan HoMS. Menariknya, angka ini mengungguli sistem membran dua dimensi standar yang dilaporkan sebelumnya dengan faktor 8,5. “Konversi fototermal dan kapasitas pengangkutan air yang luar biasa menghasilkan kinerja penguapan yang luar biasa,” kata Prof. Wang Dan, penulis studi tersebut. Pengujian lebih lanjut menunjukkan bahwa material tersebut memerangkap 90,2 persen sinar matahari broadband, menyebabkan sinar berulang kali memantul dan menyebar dalam jaringan 3D. Ditambah lagi, efek pengurungan nano yang unik menurunkan ambang energi fisik yang diperlukan untuk mengubah air dari cair menjadi gas. Ini mengurangi kebutuhan energi penguapan secara keseluruhan sebesar 45,7 persen. Pengujian di luar ruangan di lapangan percobaan Tim meningkatkan skala materi hingga perangkat luar ruangan seluas 0,75 meter persegi. Panel surya kecil menggerakkan kipas untuk mendorong uap ke dalam kotak kondensasi. Itu adalah satu-satunya mesin yang terlibat. Mengandalkan sepenuhnya sinar matahari alami, anjungan ini memompa lebih dari 20 liter (5,33 galon) air minum murni setiap hari. Itu cukup untuk menghidupi 10 orang. Airnya dengan mudah memenuhi standar Organisasi Kesehatan Dunia. Untuk menguji kegunaan praktisnya, air desalinasi disalurkan ke petak percobaan. Selama siklus pertumbuhan penuh, tanaman ini berhasil menyuburkan tanaman sehat seperti bayam, jagung, dan sawi putih. Apakah akan rusak? Bahan surya biasanya bisa. Sinar matahari yang terik akan mendegradasi polimer, membuatnya retak seperti furnitur taman plastik yang ditinggalkan di musim panas. Untuk menguji ketahanannya, tim membenamkan material komposit ke dalam air laut dan memutarnya dengan kecepatan 450 putaran per menit selama 30 hari berturut-turut. Anehnya, tidak ada nanopartikel terpisah yang ditemukan di bawah mikroskop. Tidak ada radikal bebas berbahaya yang menyebabkan penuaan material yang terdeteksi di bawah paparan cahaya. Prototipe ini telah mencatat operasi luar ruangan yang stabil selama setahun penuh. Penerapan teknologi ini di masa depan di pulau-pulau terpencil dan komunitas pesisir yang kering akan membuat prospek ekonomi teknologi ini menjadi lebih cerah. Temuan ini dipublikasikan di jurnal Advanced Materials pada 21 Juni.
Diterbitkan : 2026-06-30 08:41:00
sumber : interestingengineering.com
