Pemanen Air Revolusioner Mengekstrak Lebih Banyak Air Dari Udara Dengan Menggunakan Setengah Energinya
Sebuah penelitian telah menemukan metode baru untuk menyediakan air minum yang hanya menggunakan setengah energi dari pendekatan tradisional.
Sebuah prototipe pemanen air baru dapat menawarkan cara yang lebih sederhana dan efisien untuk mengekstraksi air minum dari udara dibandingkan dengan perangkat tradisional, menurut sebuah penelitian baru-baru ini. Dibuat dengan bahan yang sensitif terhadap suhu, dehumidifier berbahan dasar nikel-titanium ini dapat mengumpulkan lebih banyak air dari atmosfer dalam waktu 30 menit dibandingkan sistem konvensional, dan menggunakan sekitar setengah energi.
Karena lebih dari 2 miliar orang di seluruh dunia diperkirakan kekurangan akses terhadap air minum bersih, memperbaiki cara-cara konvensional untuk mengumpulkan sumber daya yang berharga ini akan menjadikannya lebih mudah dicapai di wilayah-wilayah yang kekurangan air, kata John LaRocco, penulis utama studi tersebut dan seorang ilmuwan peneliti di bidang psikiatri di The Ohio State University College of Medicine.
“Anda bisa bertahan hidup tiga menit tanpa udara, tiga minggu tanpa makanan, tapi hanya tiga hari tanpa air,” kata LaRocco. “Tetapi dengan hal ini, Anda dapat mulai menyelesaikan banyak masalah, seperti keamanan nasional, kesehatan mental, atau sanitasi, hanya dengan meningkatkan aksesibilitas terhadap air minum bersih.”
Teknologi Pendinginan yang Inovatif dan Portabilitas
Meskipun banyak teknologi pemanenan air yang ada berukuran besar, boros energi, dan lambat, perangkat tim ini unik karena pendinginan elastokalori, yang menggunakan bahan yang dapat mengurangi penggunaan energi, ukuran, dan kompleksitas. Desain inilah yang juga memungkinkan prototipe mereka menjadi cukup portabel untuk dimasukkan ke dalam ransel, kata LaRocco.
Para peneliti membandingkan ciptaan mereka dengan dehumidifier yang beroperasi menggunakan roda pengering, silinder berputar yang dilapisi bahan hidrofilik yang berfungsi memerangkap dan menghilangkan kelembapan dari aliran udara di sekitarnya. Mereka menguji kinerja setiap perangkat dalam sesi masing-masing 30 menit, mengevaluasi konsumsi energi, pembangkitan panas, dan efisiensi pengumpulan air.
Studi ini baru-baru ini dipublikasikan di jurnal Teknologi.
Hasil uji coba tersebut mengungkapkan perbedaan signifikan dalam konsumsi daya dan menyoroti kondisi apa yang paling cocok untuk prototipe mereka. Misalnya, kata John Simon, salah satu penulis penelitian dan seorang mahasiswa sarjana di bidang teknik elektro dan komputer, tingkat kelembapan di wilayah tempat perangkat mereka digunakan dapat memengaruhi efektivitas kemampuan pengumpulan airnya.
“Dibandingkan dengan sistem roda pengering tradisional, sistem kami memiliki kemampuan untuk berkembang secara lebih dinamis agar sesuai dengan kebutuhan lingkungan,” kata Simonis. “Karena perangkat kami lebih modular, terdapat ruang untuk banyak kemampuan beradaptasi.”
Para penulis mencatat bahwa tempat-tempat seperti Filipina, Indonesia, Haiti, dan bahkan Ohio adalah beberapa tempat di mana standar kelembaban akan turun cukup baik agar prototipe mereka dapat mencapai efisiensi maksimum.
Produksi Air Aman dan Pertimbangan Material
Air yang dihasilkan dari perangkat mereka mudah diminum, kata Simonis, namun karena perangkat mereka juga terbuat dari bahan cetakan 3D yang dapat terurai seiring waktu, maka harus disaring secara ketat untuk membatasi jumlah mikroplastik yang dapat tertelan seseorang jika mereka meminumnya segera.
Menurut statistik yang diberikan oleh PBB, hanya sekitar 0,5% air di bumi yang merupakan air tawar dan aman untuk dikonsumsi manusia. Perubahan lingkungan yang disebabkan oleh perang, polusi, dan perubahan iklim juga masih menjadi faktor risiko krisis air global yang sedang berlangsung.
Karena bencana alam dan keadaan darurat internasional akan terus memperburuk masalah ini, penting untuk menemukan cara memanen air secara kreatif guna mendukung populasi yang terpinggirkan, kata Qudsia Tahmina, salah satu penulis studi dan profesor praktik di bidang teknik elektro dan komputer.
Meskipun demikian, kemampuan untuk memastikan konsistensi perangkat yang dapat memanen sumber daya terbarukan akan membantu menjadikan proses ini lebih ekonomis dan lebih layak, catat studi tersebut. Ini adalah tujuan yang jika tercapai, akan berdampak pada setiap aspek kehidupan di Bumi, kata LaRocco.
“Kami berharap air bersih bagi seluruh dunia bukan sekedar impian belaka,” katanya.
Dengan menggunakan model tim, masyarakat dapat bereksperimen dengan membuat alat penurun kelembapan sendiri. Meskipun prototipe mereka saat ini dimaksudkan untuk penggunaan individu, di masa depan, prototipe tersebut dapat dengan mudah dioptimalkan untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga atau komunitas yang lebih besar, kata Simonis.
“Ada kemungkinan untuk mengembangkan versi prototipe kami yang sangat besar,” katanya. “Alat ini dapat mengekstrak air dalam jumlah yang sama dalam waktu terbatas dan mendapatkan efisiensi energi yang sama dengan perangkat yang lebih kecil yang terus menjalankannya.”
Referensi: “Membandingkan Pendinginan Elastokalori dan Dehumidifier Roda Pengering untuk Pemanenan Air Atmosfer” oleh John LaRocco, Qudsia Tahmina, John Simonis dan Vidhaath Vedati, 29 September 2024, Teknologi.
DOI: 10.3390/teknologi12100178
