Kekeringan telah menjadi berita utama di seluruh dunia dalam beberapa tahun terakhir, dari krisis air California ke kekurangan air Cape Town, dan penelitian menunjukkan 25 persen dari dunia akhirnya bisa dibiarkan dalam kekeringan permanen karena perubahan iklim. Tetapi bagaimana jika Anda bisa menarik air dari udara?
Itulah premis dari teknologi baru yang dikembangkan oleh University of California, peneliti Berkeley. Ini adalah pemanen air yang dapat mengekstrak air dari udara, bahkan di iklim yang sangat kering, tidak menggunakan energi selain sinar matahari sekitar.
Kunci pemanen air adalah kelas baru dari bahan yang disebut kerangka logam-organik (MOFs). MOF ini adalah material padat tapi berpori dengan luas permukaan yang besar — MOF seukuran gula batu dapat memiliki luas permukaan internal sebesar lapangan sepak bola. Ini berarti mereka dapat menyerap gas dan cairan, dan kemudian melepaskannya dengan cepat ketika panas ditambahkan.
"MOF tertentu seperti yang kami tunjukkan di sini memiliki kemampuan luar biasa untuk menyedot uap air dari atmosfer, tetapi pada saat yang sama tidak berpegang pada molekul air di dalam pori-pori mereka terlalu ketat sehingga mudah untuk mengeluarkan air, ”Kata Omar Yaghi, seorang profesor kimia di Berkeley, yang memimpin penelitian.
Para peneliti menguji pemanen di Scottsdale, Arizona, sebuah kota padang pasir dengan kelembaban 40 persen tinggi di malam hari dan kelembaban 8 persen di siang hari. Berdasarkan uji coba menggunakan MOF berbasis zironium, para peneliti percaya bahwa pemanen akhirnya bisa mengekstrak sekitar 3 ons air per pon MOF per hari.
Mesin pemanen itu sendiri adalah sebuah kotak di dalam sebuah kotak. Kotak dalam berisi tempat tidur MOFs. Kotak luar adalah kubus plastik transparan dua kaki. Pada malam hari, para peneliti meninggalkan bagian atas kotak luar untuk membiarkan udara mengalir melewati MOF. Pada siang hari, mereka mengenakan kembali bagian atas sehingga kotak akan dipanaskan oleh matahari. Panas akan menarik air keluar dari MOFs, di mana ia akan mengembun di dinding bagian dalam kubus plastik sebelum menetes ke bagian bawah, di mana ia bisa dikumpulkan.
"Aspek paling penting dari teknologi ini adalah bahwa itu sepenuhnya energi-pasif, " kata Eugene Kapustin, seorang mahasiswa pascasarjana Berkeley yang bekerja pada penelitian.
Artinya, tidak memerlukan energi selain matahari, membuatnya ramah lingkungan dan dapat diakses oleh orang-orang di tempat-tempat dengan listrik yang terbatas. Hasil uji coba diterbitkan awal bulan ini di jurnal Science Advances .
Tim perlu melakukan lebih banyak uji coba pada model saat ini untuk mengetahui faktor mana, seperti ukuran perangkat dan di mana Kementerian Keuangan ditempatkan di dalam perangkat, yang paling mempengaruhi berapa banyak air yang dapat dipanen. Mereka juga berharap untuk belajar lebih banyak tentang bagaimana kondisi iklim tertentu mempengaruhi hasil air. Uji coba berikutnya direncanakan untuk akhir musim panas di Death Valley, di mana kelembaban malam hari bisa serendah 25 persen.
Gambar mikroskop kristal dari MOF (UC Berkeley) Yaghi juga telah mengembangkan MOF berbasis aluminium baru yang katanya 150 kali lebih murah dan dapat menangkap air dua kali lipat dari MOF saat ini. Dia dan timnya sedang merancang pemanen air baru yang secara aktif menarik udara ke dalam MOF dengan kecepatan tinggi, sehingga memberikan volume air yang jauh lebih besar.
Tim tersebut sekarang bermitra dengan industri untuk menguji pemanen pada skala industri. Mereka juga terus mencari MOF yang lebih baru, lebih baik dan lebih murah.
"Saya sangat senang melihat semakin banyak peneliti di seluruh dunia bergabung dengan upaya kami dalam hal ini, " kata Yaghi.
Gagasan menyedot air dari atmosfer bukanlah hal baru, kata Eric Hoek, seorang profesor teknik di University of California, Los Angeles dan editor jurnal npj Clean Water . Sudah lama dicatat bahwa ketika Anda menjalankan AC, air menetes keluar — ini karena mesin mendinginkan udara ke titik embun, suhu di mana udara jenuh dengan uap air dan terjadi kondensasi.
Tetapi menciptakan pemanen air yang didasarkan pada teknologi pendingin sangat membutuhkan energi. Dalam iklim yang sangat kering, titik embun di bawah nol. Pendinginan udara pada suhu tersebut pada skala besar tidak memungkinkan.
"Inovasi nyata [penelitian Yaghi] adalah inovasi material, " kata Hoek. "Bahan-bahan ini [MOF] mengeluarkan air dan lebih mudah melepaskannya."
Tetapi konsep ini sulit untuk diukur, Hoek memperingatkan, karena jumlah air yang diproduksi per inci persegi pemanen relatif rendah, dan dengan demikian pemanen besar berpotensi memakan banyak lahan.
"Tapi mungkin untuk skala rumah tangga atau desa itu bisa menjadi cara yang sangat menarik bagi seseorang dari jaringan untuk mendapatkan air segar, " kata Hoek.
Yaghi membayangkan dengan tepat bahwa: masa depan di mana setiap orang tanpa akses mudah ke air tawar memiliki pemanen di halaman mereka.
"Visi saya adalah untuk mencapai 'air yang dipersonalisasi, ' di mana orang-orang di daerah yang tertekan air memiliki perangkat di rumah yang menggunakan solar ambient, memberikan air yang memenuhi kebutuhan dasar individu, " katanya. “Lebih dari sepertiga populasi di dunia tinggal di daerah yang tertekan air atau menderita kekurangan air bersih. Implikasi potensial dari teknologi ini dalam mengubah kehidupan masyarakat dan meningkatkan kondisi kesehatan masyarakat global sangat luar biasa. ”
