Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Widget Atas Posting

Alat Desalinasi Portable Mengubah Air Laut Menjadi Air Minum

Alat Desalinasi Portable Mengubah Air Laut Menjadi Air Minum. Hi saintis desalinasi awalnya mungkin mustahil dimiliki setiap rumah tangga pesisir karena proses dan biaya yang cukup mahal. Tapi dunia terus berkembang, konsep sains yang dipadukan dengan teknologi modern telah melahirkan alat desalinasi portabel yang dapat dimiliki setiap keluarga bahkan individu dimasa yang akan datang. Di masa depan mungkin tidakada istilah daerah kekurangan air bersih.

Desalinasi portabel ini merupakan hasil kerja para ilmuan di Massachusetts Institute of Technology (MIT), Universitas Northeastern dan DEVCOM AS. Studi ini dipublikasikan secara online di Environmental Science & Technology.

Kami bekerja selama 10 tahun dalam fisika di balik proses desalinasi individu. kata penulis senior Jongyoon Han, seorang profesor teknik elektro dan ilmu komputer dan teknik biologi, dan anggota Research Laboratory of Electronics (RLE) di MIT. Rekan peneliti Junghyo Yoon, seorang ilmuwan riset di RLE; Hyukjin J. Kwon, mantan postdoc; SungKu Kang, seorang postdoc di Universitas Northeastern; dan Eric Brack dari Komando Pengembangan Kemampuan Tempur Angkatan Darat AS (DEVCOM).


Perangkat berukuran koper, yang membutuhkan lebih sedikit daya untuk beroperasi daripada pengisi daya ponsel. Selain itu juga dapat digerakkan oleh panel surya portabel kecil, yang dapat dibeli secara online dengan harga sekitar $50. Secara otomatis menghasilkan air minum yang melebihi standar kualitas Organisasi Kesehatan Dunia(WHO). Teknologi ini dikemas ke dalam perangkat yang mudah digunakan yang berjalan dengan menekan satu tombol.

Unit desalinasi portabel ini dapat menghilangkan partikel dan garam secara bersamaan untuk menghasilkan air minum. Unit yang mudah digunakan, yang beratnya kurang dari 10 kilogram dan tidak memerlukan filter, dapat ditenagai oleh panel surya portabel kecil.

Tidak seperti unit desalinasi portabel lainnya yang membutuhkan air untuk melewati filter, perangkat ini menggunakan daya listrik untuk menghilangkan partikel dari air minum. Menghilangkan kebutuhan akan filter pengganti sangat mengurangi persyaratan perawatan jangka panjang.

Hal ini dapat memungkinkan unit untuk ditempatkan di daerah terpencil dan sumber daya yang terbatas, seperti komunitas di pulau-pulau kecil atau di atas kapal kargo yang berlayar. Itu juga dapat digunakan untuk membantu pengungsi yang melarikan diri dari bencana alam atau oleh tentara yang melakukan operasi militer jangka panjang.

Teknologi bebas filter

Unit desalinasi portabel yang tersedia secara komersial biasanya memerlukan pompa bertekanan tinggi untuk mendorong air melalui filter, yang sangat sulit untuk diperkecil tanpa mengorbankan efisiensi energi perangkat, jelas Yoon.

Polarisasi Ion

Sebaliknya, unit mereka bergantung pada teknik yang disebut polarisasi konsentrasi ion (ICP), yang dipelopori oleh kelompok Han lebih dari 10 tahun yang lalu. Alih-alih menyaring air, proses ICP menerapkan medan listrik ke membran yang ditempatkan di atas dan di bawah saluran air. Membran menolak partikel bermuatan positif atau negatif -- termasuk molekul garam, bakteri, dan virus -- saat mereka melewatinya. Partikel bermuatan disalurkan ke aliran air kedua yang akhirnya dibuang.

Proses menghilangkan padatan terlarut dan tersuspensi, memungkinkan air bersih melewati saluran. Karena hanya membutuhkan pompa bertekanan rendah, ICP menggunakan lebih sedikit energi daripada teknik lainnya.

Elektrodialisis

ICP tidak selalu menghilangkan semua garam yang mengambang di tengah saluran. Jadi para peneliti memasukkan proses kedua, yang dikenal sebagai elektrodialisis, untuk menghilangkan ion garam yang tersisa.

Yoon dan Kang menggunakan pembelajaran mesin untuk menemukan kombinasi ideal modul ICP dan elektrodialisis. Peneliti menhoptimalkan proses ICP melalui dua tahap, pada tahap pertama air mengalir melalui enam modul, kemudian melalui tiga modul pada tahap kedua, diikuti dengan proses elektrodialisis tunggal. Ini meminimalkan penggunaan energi sambil memastikan proses tetap membersihkan diri.

Mekanisme Desalinasi

Partikel bermuatan yang terjebak ditangkap pada membran pertukaran ion, dengan polaritas medan listrik, partikel bermuatan dapat dengan mudah dihilangkan, "jelas Yoon.

Mereka mengecilkan dan menumpuk modul ICP dan elektrodialisis untuk meningkatkan efisiensi energi dan memungkinkan mereka untuk masuk ke dalam perangkat portabel. Kemudian semua proses tersebut dirancang berjalan otomatis hanya dengan satu tombol. Setelah tingkat salinitas dan jumlah partikel menurun ke ambang batas tertentu, perangkat akan memberi tahu pengguna bahwa air tersebut dapat diminum.

Para peneliti juga membuat aplikasi smartphone yang dapat mengontrol unit secara nirkabel dan melaporkan data real-time tentang konsumsi daya dan salinitas air.

Tes pantai

Setelah menjalankan eksperimen laboratorium menggunakan air dengan tingkat salinitas dan kekeruhan (kekeruhan) yang berbeda, mereka menguji perangkat tersebut di Carson Beach di Boston.

Yoon dan Kwon meletakkan kotak di dekat pantai dan melemparkan tabung umpan ke dalam air. Dalam waktu sekitar setengah jam, perangkat itu telah mengisi gelas minum plastik dengan air bersih yang dapat diminum.

Hasil air minum

Air yang dihasilkan melebihi pedoman kualitas Organisasi Kesehatan Dunia, mengurangi jumlah padatan tersuspensi setidaknya 10 kali lipat. Prototipe mereka menghasilkan air minum dengan kecepatan 0,3 liter per jam, dan hanya membutuhkan 20 watt-jam per liter .

"Saat ini, kami mendorong penelitian kami untuk meningkatkan tingkat produksi itu," kata Yoon.

Yoon berharap untuk membuat perangkat lebih ramah pengguna dan meningkatkan efisiensi energi dan tingkat produksi melalui startup yang ia rencanakan untuk diluncurkan untuk mengkomersialkan teknologi.

Penelitian ini didanai, sebagian, oleh DEVCOM Soldier Center, Laboratorium Sistem Air dan Makanan Abdul Latif Jameel (J-WAFS), Program Beasiswa Postdoc AI Eksperimental dari Universitas Northeastern, dan Institut Roux AI.

Jurnal Referensi:

  • Junghyo Yoon, Hyukjin J. Kwon, SungKu Kang, Eric Brack, Jongyoon Han. 2022. Portable Seawater Desalination System for Generating Drinkable Water in Remote Locations. Environmental Science & Technology, 2022; DOI: 10.1021/acs.est.1c08466



Post a Comment for "Alat Desalinasi Portable Mengubah Air Laut Menjadi Air Minum"