Teknologi Pengubah Permainan Mengubah Udara Gurun Kering Menjadi Air yang Menyelamatkan Nyawa
Para peneliti di UNLV telah mengembangkan teknologi inovatif yang secara efisien mengekstraksi air dalam jumlah besar dari udara, bahkan dalam kondisi kelembapan yang sangat rendah.
Terinspirasi oleh proses alami yang diamati pada katak pohon dan tumbuhan udara, teknologi ini memanfaatkan membran hidrogel dan dapat ditenagai oleh energi matahari, sehingga menawarkan sumber air berkelanjutan untuk daerah kering.
Mengubah Udara Menjadi Air
Mengubah udara di sekitar kita menjadi air minum sudah lama tampak seperti sebuah keajaiban, lebih mirip fiksi ilmiah daripada kenyataan—terutama ketika menyangkut upaya menangkap jumlah air yang berkelanjutan dari lingkungan kering dan dengan kelembapan rendah.
Namun, di tengah memburuknya kekeringan besar yang berdampak pada pasokan air di wilayah Barat Daya, para peneliti di Universitas Nevada, Las Vegas (UNLV) telah mengembangkan teknologi inovatif yang dapat menarik sejumlah besar air bahkan dari udara kering. Temuan mereka dipublikasikan pada 22 Oktober di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional (PNAS).
Kemajuan dalam Pemanenan Air Atmosfer
Memimpin proyek inovatif ini adalah profesor teknik mesin UNLV H. Jeremy Cho, yang, bersama timnya, telah memperkenalkan pendekatan baru yang mendasar terhadap pengumpulan air di atmosfer—mengubah uap air di udara menjadi bentuk yang dapat digunakan. Berbeda dengan teknologi yang sudah ada, yang menghasilkan hasil rendah dan sulit bertahan pada kelembapan di bawah 30%, metode baru ini dirancang untuk bekerja secara efisien bahkan dalam kondisi yang sangat kering.
“Makalah ini benar-benar membuktikan bahwa Anda dapat menangkap air dengan sangat cepat,” kata Cho. “Kita bisa mulai memperkirakan seberapa besar sistem yang kita perlukan untuk menghasilkan air dalam jumlah tertentu. Jika saya memiliki satu meter persegi, yaitu sekitar tiga kali tiga kaki, kita dapat menghasilkan sekitar satu galon air per hari di Las Vegas, dan hingga tiga kali lebih banyak di lingkungan lembab.”
Penangkapan Air yang Terinspirasi Alam
Teknologi dan pendekatan ini telah diuji di luar ruangan di Las Vegas, dan efektif hingga kelembapan 10%. Teknologi ini secara langsung menangkap air dalam larutan garam cair yang cocok untuk diproses lebih lanjut menjadi air minum atau produksi energi, sehingga memungkinkan adanya kemampuan baru untuk wilayah kering.
Bahan utama dalam proses ini adalah “kulit” membran hidrogel. Inspirasi bahan ini berasal dari alam – khususnya katak pohon dan tumbuhan udara, yang menggunakan teknik serupa untuk mengangkut air dari udara sekitar ke dalam cairan untuk penyimpanan internal.
“Kami mengambil ide biologis itu dan mencoba melakukannya dengan cara kami sendiri,” katanya. “Ada begitu banyak hal keren yang terjadi di alam – Anda hanya perlu melihat-lihat, belajar, dan mendapatkan inspirasi.”
Tenaga Surya Meningkatkan Keberlanjutan
Selain itu, penelitian menunjukkan bahwa pengambilan air di atmosfer dapat dilakukan dengan tenaga surya. Berkat seringnya paparan sinar matahari di tempat-tempat seperti Lembah Las Vegas – yang rata-rata terjadi 300 hari cerah dalam setahun, sinar matahari dapat memberikan energi yang cukup untuk mengurangi biaya teoritis dan akhirnya untuk menghasilkan air.
“Sumber daya air kita semakin menipis dan iklim planet kita berubah,” kata Cho. “Untuk mencapai keberlanjutan, kita harus mengubah kebiasaan kita. Seluruh gagasan ini tampak seperti fiksi ilmiah, namun hal ini mungkin terjadi, dan kami benar-benar melakukannya.”
Penerapan Komersial Teknologi Pemanenan Air
Penelitian ini telah diterapkan secara praktis dalam bentuk WAVR Technologies, Inc. Cho ikut mendirikan startup UNLV ini, membuat perangkat yang mampu menangkap uap air dari udara di sekitar kita untuk penggunaan komersial dan individu.
WAVR adalah spin-off bisnis universitas perdana dari program Mesin Inovasi Regional National Science Foundation (NSF) yang bertujuan untuk memasarkan teknologi yang mengatasi masalah keberlanjutan dan iklim regional.
Referensi: “Penangkapan air atmosfer dengan hasil tinggi melalui segregasi material yang terinspirasi secara biologis” oleh Yiwei Gao, Areianna Eason, Santiago Ricoy, Addison Cobb, Ryan Phung, Amir Kashani, Mario R. Mata, Aaron Sahm, Nathan Ortiz, Sameer Rao dan H. Jeremy Cho, 22 Oktober 2024, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
DOI: 10.1073/pnas.2321429121
