Perangkat Desalinasi Ion Memurnikan Setiap Tetesan Air Laut

Tinuku
(KeSimpulan) Saluran Microfluidic (Microfluidic channels) menawarkan janji yang murah untuk perangkat desalinasi. Mendapatkan air tawar dengan memanfaatkan manfaat perangkat untuk membersihkan ion yang terkontaminasi air garam. Jongyoon Han dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge dan para koleganya datang dengan perangkat yang dapat digunakan secara sederhana, portabel sistem desalinasi air dari baterai atau tenaga surya.

Han dan timnya menyelidiki fisika di belakang fenomena yang disebut polarisasi konsentrasi ion (ion-concentration polarization). Hal ini terjadi bila tegangan diterapkan di seluruh membran menciptakan sebuah arus ion. Karena hanya ion positif yang dapat melewati membran, ketidaksesuaian dibuat di atasnya. Proporsi yang lebih tinggi mengumpulkan ion positif di satu sisi membran bersama-sama dengan ion negatif yang tidak mampu untuk melewatinya.

Para peneliti memutuskan untuk mencoba memanfaatkan efek ini untuk memisahkan garam dari air. Bukannya membran, namun mereka menggunakan bahan selektif ion disebut Nafion untuk membuat nanojunction. Ini tersambung ke yang lebih besar, seukuran lorong mikrometer di mana air laut yang mengalir melewatinya. Ketika tegangan dihidupkan di nanojunction, garam ditolak dari air laut ketika mengalir, walaupun air laut tidak benar-benar menyentuh nanojunction. Microchannel terbelah menjadi dua di persimpangan dengan air segar yang mengalir langsung harus dikumpulkan, sementara air asin ditolak dan didorong menjauh melalui microchannel kedua.

Hasil kerja Han dan rekan-rekan menggunakan air laut dari Crane Beach di Ipswich, Massachusetts, untuk menguji perangkat. Yang ditolak lebih dari sekedar garam, karena juga menghilangkan partikel-partikel bermuatan, termasuk banyak protein dan mikroorganisme. Tim menguji dengan mencemari air dengan darah manusia yang telah dinodai untuk lampu fluorescent dan mengidentifikasi bahwa penanda yang sama mengalir ke saluran garam. Dan karena air laut tidak menyentuh nanojunction, perangkat tidak mungkin diganjal oleh mikroba yang menempel.

Perangkat ini hanya beberapa sentimeter persegi dan tidak cukup bagi air untuk tujuan praktis, hanya 250 nanoliter air tawar dapat dikumpulkan per menit. Tapi Han mengatakan bahwa jika hal itu memungkinkan untuk menempatkan banyak perangkat ke semacam chip yang bisa menghasilkan sesuatu untuk menyaingi perangkat filter air rumah tangga. Hal ini akan memberikan laju aliran sekitar 100 mililiter per menit. "Jika anda mendapatkan laju aliran semacam itu akan sangat berguna," kata Han.

Desmond Lawler, insinyur yang bekerja untuk desalinasi air di University of Texas, Austin, mengatakan bahwa alat tersebut dapat digunakan dalam zona bencana, di mana sejumlah kecil air murni diperlukan dengan cepat dan murah. Untuk desalinasi skala besar, reverse osmosis (dimana air dipaksa melalui lubang yang cukup kecil untuk mengecualikan banyak molekul) masih cara yang sulit.

Han mengatakan bahwa perangkat ini tidak dimaksudkan untuk skala besar pabrik pemurnian, "teknologi ini tidak akan berada untuk kompetisi dan tidak perlu untuk itu," kata Han.

Han bekerja dengan MIT untuk meningkatkan teknologi dengan membuat sebuah array kecil pemurni air. Di dalam laporan mereka yang dipublikasikan di Nature Nanotechnology, Han dan timnya mengatakan bahwa energi yang digunakan oleh perangkat dibandingkan dengan skala besar reverse osmosis. Tapi Lawler meragukan. "Apakah hal ini dapat diproduksi dengan cara yang cukup murah sehingga dapat digunakan langsung, kita tidak tahu," kata Lawler.
  • Kim, S, J. , Ko, S. H. , Kang, K. H. & Han, J. Nature Nanotechnol. doi:10.1038/nnano.2010.34 (2010).
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment