Sebuah inovasi radikal dalam teknologi desalinasi berhasil diciptakan oleh para peneliti dari University of Rochester. Perangkat bertenaga surya ini memanfaatkan material logam bertekstur laser untuk memurnikan air tanpa filter bertekanan tinggi.
Teknologi ramah lingkungan tersebut tidak sekadar menyulap air laut menjadi air tawar yang bersih. Desain alat ini juga dirancang terintegrasi untuk mengekstrak litium, yang merupakan material utama komponen baterai masa depan.
Pengembangan teknologi ini berpusat pada pemanfaatan permukaan logam khusus yang dinamakan superwicking black metal. Seperti dilansir dari Detik iNET, riset mutakhir ini dipimpin langsung oleh Profesor Optik dan Fisika, Chunlei Guo.
Struktur mikroskopis logam tersebut diubah melalui tembakan pulsa laser femtosecond. Proses ini menghasilkan dua sifat unik, yakni kemampuan menyerap hampir seluruh cahaya matahari dan menyedot air hingga menyebar menjadi lapisan tipis.
Energi surya yang terkumpul kemudian memanaskan dan menguapkan air laut tersebut menjadi uap air tawar yang siap ditampung. Rekayasa ini menjadi solusi efektif dalam sistem penyulingan air bertenaga matahari.
Penumpukan sisa kerak garam seperti kalsium dan magnesium kerap menjadi kendala utama karena dapat menyumbat dan merusak mesin desalinasi. Guna mengatasi problem tersebut, tim peneliti memanfaatkan prinsip dinamika fluida sederhana.
Mekanisme pembersihan ini mengadopsi fenomena alamiah yang dikenal sebagai efek cincin kopi atau coffee ring effect. Penerapan metode ini terbukti efektif menjaga efisiensi kerja perangkat penguapan.
"Jika Anda meneteskan kopi di meja, akhirnya airnya akan menguap dan meninggalkan cincin partikel kopi yang pekat di tepi luarnya," jelas Guo.
Alur ukiran laser pada alat bertugas memandu garam dan mineral sisa untuk menyingkir ke area pasif. Imbasnya, area utama penguapan bebas dari penyumbatan dan mampu melakukan pembersihan secara otomatis.
Keandalan sistem ini telah melalui pengujian intensif menggunakan berbagai sampel air laut di dunia. Peneliti sukses mengujinya pada sampel air dari Samudra Pasifik, Atlantik, hingga Hindia.
Produksi Garam Padat Tanpa Limbah Cair
Pabrik desalinasi konvensional pada umumnya membuang limbah cair brine atau air garam super pekat yang berpotensi merusak ekosistem laut. Berbeda dari sistem lama, alat baru ini menghasilkan sisa buangan berupa garam padat.
Hasil sampingan berbentuk padat ini mempermudah proses pemanenan mineral secara langsung. Karakteristik tersebut membuka peluang besar untuk mengamankan material berharga dari laut daripada membuangnya sebagai limbah.
Modifikasi Komponen untuk Ekstraksi Litium
Modifikasi lebih lanjut dilakukan tim peneliti dengan menyematkan nanopartikel hydrogen titanate ke dalam alur laser. Partikel khusus ini memiliki fungsi spesifik untuk mengikat ion litium yang berada di dalam garam sisa.
Pengujian performa ekstraksi material dilakukan menggunakan sampel air dari danau Great Salt Lake di Utah. Lewat pengujian itu, perangkat ini terbukti sukses memulihkan sekitar separuh dari total kandungan litium di air.
"Menambang lithium dari dalam bumi terbukti sangat membebani lingkungan dan menguras energi, jadi menarik lithium langsung dari air laut bisa menjadi jalur alternatif yang sangat penting di masa depan," ungkap Guo.
Sistem ini masih dalam tahap pembuktian konsep atau proof-of-concept sehingga memerlukan waktu sebelum diproduksi massal skala industri. Kendati demikian, inovasi rekayasa permukaan material ini menawarkan solusi ganda untuk mengatasi krisis air bersih sekaligus memanen bahan baku elektronik.
