Peneliti University of Rochester Kembangkan Alat Pengubah Air Laut Menjadi Air Tawar dan Litium

Inovasi mutakhir dalam teknologi desalinasi berhasil diciptakan oleh para peneliti dari University of Rochester. Perangkat bertenaga surya ini memanfaatkan material logam bertekstur laser untuk menyuling air laut tanpa memerlukan filter bertekanan tinggi atau alat penyulingan konvensional yang boros energi.

Seperti dikutip dari Detik iNET, perangkat ramah lingkungan tersebut memuat fungsi ganda. Selain mampu mengubah air laut menjadi air tawar yang bersih, sistem ini juga dirancang untuk mengekstrak litium yang menjadi material utama baterai masa depan.

Penelitian yang dipimpin oleh Profesor Optik dan Fisika, Chunlei Guo, ini berfokus pada pemanfaatan permukaan logam khusus bernama superwicking black metal. Struktur mikroskopis logam tersebut diubah menggunakan tembakan pulsa laser femtosecond.

Melalui proses rekayasa tersebut, logam memiliki kemampuan unik untuk menyerap hampir seluruh cahaya matahari dan menyedot air hingga menyebar menjadi lapisan tipis yang konsisten. Panas dari energi surya kemudian menguapkan air laut menjadi uap air tawar bersih yang siap ditampung.

Sistem ini dirancang untuk mengatasi kendala utama pada mesin desalinasi biasa, yaitu penumpukan sisa kerak garam seperti kalsium dan magnesium yang berisiko menyumbat komponen. Tim peneliti mengatasinya dengan menerapkan prinsip dinamika fluida sederhana yang disebut efek cincin kopi.

"Jika Anda meneteskan kopi di meja, akhirnya airnya akan menguap dan meninggalkan cincin partikel kopi yang pekat di tepi luarnya," jelas Guo.

Alur ukiran laser pada alat ini mengarahkan sisa mineral dan garam ke area pasif menggunakan prinsip tersebut. Mekanisme ini menjaga area penguapan utama tetap bersih dari penyumbatan secara otomatis, dan telah berhasil diuji menggunakan sampel air dari Samudra Pasifik, Atlantik, serta Hindia.

Pabrik desalinasi konvensional umumnya menghasilkan buangan berupa cairan brine atau air garam super pekat yang berpotensi merusak ekosistem laut. Berbeda dengan metode lama, alat buatan tim Rochester ini menghasilkan sisa buangan berupa garam padat yang dapat langsung dipanen.

Kondisi sisa buangan yang berbentuk padat tersebut membuka kesempatan untuk mengambil kembali material berharga dari laut. Langkah ini mengubah zat yang semula dikategorikan sebagai limbah menjadi komoditas berdaya guna.

Ekstraksi Litium dari Sisa Mineral Laut

Pengembangan material dilakukan lebih lanjut dengan mengintegrasikan nanopartikel hydrogen titanate ke dalam alur laser pada permukaan logam. Partikel khusus ini berfungsi mengikat ion litium yang berada di dalam sisa garam.

Pengujian yang dilakukan menggunakan sampel air dari Great Salt Lake di Utah menunjukkan hasil positif. Perangkat ini mampu memulihkan sekitar separuh dari total kandungan litium yang terdapat di dalam air danau tersebut.

"Menambang lithium dari dalam bumi terbukti sangat membebani lingkungan dan menguras energi, jadi menarik lithium langsung dari air laut bisa menjadi jalur alternatif yang sangat penting di masa depan," ungkap Guo.

Teknologi ini masih berada dalam fase pembuktian konsep dan memerlukan proses pengembangan lebih lanjut sebelum masuk ke tahap produksi skala industri. Kendati demikian, rekayasa permukaan material ini menawarkan solusi baru untuk mengatasi krisis air bersih sekaligus mengamankan pasokan bahan baku perangkat elektronik.