Pemanen air bertenaga surya yang dikembangkan oleh para peneliti KAUST dapat mengekstraksi 2-3 liter air per hari selama bulan-bulan musim panas. Kredit: KAUST 2024; Heno Hwang
Pemanen air bertenaga surya baru yang dikembangkan oleh KAUST menggunakan siklus mandiri yang terinspirasi oleh proses tanaman alami untuk mengekstraksi air secara efisien dari udara, tidak memerlukan perawatan manual dan menjanjikan solusi air yang terjangkau untuk wilayah kering.
Bahkan di daerah kering di dunia, biasanya ada sedikit kelembapan di udara. Kelembapan ini berpotensi menyediakan air penting untuk minum dan irigasi. Namun, mengekstraksi air dari udara merupakan tantangan. Para peneliti KAUST telah mengembangkan teknologi baru yang dapat secara konsisten mengekstraksi berliter-liter air dari udara tipis setiap hari tanpa perlu perawatan manual secara teratur.
Memanen air dari udara bukanlah ide baru, atau bahkan teknologi baru, tetapi sistem bertenaga surya yang ada saat ini rumit.
Pemanen bertenaga surya bekerja pada siklus dua tahap. Bahan penyerap pertama-tama menangkap air dari udara, dan setelah jenuh, sistem disegel dan dipanaskan dengan sinar matahari untuk mengekstrak air yang ditangkap. Peralihan antara dua tahap memerlukan tenaga kerja manual atau sistem peralihan, yang menambah kerumitan dan biaya. Pemanen baru yang dikembangkan di KAUST tidak memerlukan keduanya — ia beralih secara pasif antara dua tahap sehingga dapat berputar terus-menerus tanpa intervensi.
Desain Inovatif Terinspirasi oleh Alam
“Inspirasi awal kami datang dari pengamatan proses alami: khususnya bagaimana tanaman secara efisien mengangkut air dari akar ke daun melalui struktur khusus,” kata postdoc Kaijie Yang, yang memimpin penelitian tersebut.
Hal ini memberi tim ide kunci untuk sistem baru mereka. “Dalam sistem kami, jembatan transportasi massal memainkan peran penting sebagai penghubung antara 'bagian terbuka' untuk penangkapan air atmosfer dan 'bagian tertutup' untuk produksi air tawar,” jelas Yang.
Jembatan transportasi massal adalah kumpulan mikrokanal vertikal yang diisi dengan larutan garam yang menyerap air. Larutan garam yang kaya air ditarik ke atas saluran dengan aksi kapiler yang sama yang menarik air ke atas batang tanaman, dan kemudian larutan garam pekat berdifusi kembali ke bawah untuk mengumpulkan lebih banyak air. “Dengan mengoptimalkan transportasi massa dan panas dalam sistem, kami meningkatkan efisiensi dan efektivitasnya,” kata Tingting Pan, postdoc lain yang mengerjakan proyek tersebut.
Selama pengujian sistem di Arab SaudiSetiap meter persegi menghasilkan 2-3 liter air per hari selama musim panas, dan sekitar 1-3 liter per hari di musim gugur. Selama pengujian, tim menjalankan sistem tersebut selama beberapa minggu tanpa memerlukan perawatan. Mereka juga menunjukkan bahwa sistem tersebut dapat digunakan sebagai sumber air langsung untuk mengairi kubis Cina dan pohon gurun.
“Bahan-bahan yang kami gunakan adalah kain penyerap air, garam higroskopis murah, dan rangka berbahan dasar plastik. Kami memilih bahan-bahan ini karena harganya terjangkau dan mudah didapat, jadi kami mengantisipasi harganya terjangkau untuk aplikasi skala besar di daerah berpendapatan rendah,” kata Qiaoqiang Gan, salah satu penulis senior studi tersebut.
Referensi: “Pengekstrak air atmosfer bertenaga surya untuk pembangkitan dan irigasi air tawar di luar jaringan” oleh Kaijie Yang, Tingting Pan, Nadia Ferhat, Alejandra Ibarra Felix, Rebekah E. Waller, Pei-Ying Hong, Johannes S. Vrouwenvelder, Qiaoqiang Gan dan Yu Han, 24 Juli 2024, Komunikasi Alami.
DOI: 10.1038/s41467-024-50715-0
NewsRoom.id
