Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Teknologi evaporasi surya telah lama dianggap sebagai solusi menjanjikan untuk desalinasi air laut dan pengolahan limbah cair, terutama karena konsumsi energinya yang rendah dan keberlanjutannya. Namun, tantangan utama yang dihadapi adalah bagaimana menghilangkan kontaminan dari air secara efektif selama proses evaporasi. Dalam konteks ini, inovasi terbaru berupa pengembangan evaporator hidrogel berbasis tanah liat memberikan solusi yang menarik dan potensial untuk menangani masalah ini.
Evaporator hidrogel Kaolin/CNTs/PAM (KCAH) yang dikembangkan dalam penelitian ini menunjukkan kinerja yang luar biasa dalam hal penyerapan fototermal dan adsorpsi ion logam berat. Kaolin, yang merupakan bahan utama dalam hidrogel ini, dikenal sebagai mineral tanah liat yang banyak tersedia, sementara CNTs (karbon nanotubes) memberikan kemampuan penyerapan cahaya yang luas, dan PAM (poliakrilamida) berfungsi sebagai pengikat hidrogel. Kombinasi dari ketiga bahan ini menghasilkan hidrogel yang mampu menyerap hingga 99,8% cahaya dalam rentang panjang gelombang 250–2.500 nm, menjadikannya sangat efisien dalam konversi energi surya menjadi energi panas.
Keberhasilan KCAH dalam meningkatkan laju evaporasi hingga 2,99 kg m−2 h−1 di bawah pencahayaan satu matahari menunjukkan potensi besar teknologi ini untuk diaplikasikan pada pengolahan air berskala besar. Selain itu, hidrogel ini mempertahankan efisiensi desalinasi lebih dari 99%, bahkan setelah diuji dalam air laut dengan salinitas yang berbeda. Hal ini menegaskan stabilitas siklik KCAH, membuatnya ideal untuk digunakan dalam kondisi nyata di lapangan, termasuk untuk air laut dan air limbah organik.
Yang membuat teknologi ini semakin menarik adalah kemampuannya untuk mengadsorpsi ion logam berat, seperti Mn2+, selama proses evaporasi. Dalam pengujian fototermal sinergis, hidrogel KCAH mencapai laju evaporasi sebesar 2,74 kg m−2 h−1 serta kapasitas adsorpsi 94,5 mg g−1 untuk ion Mn2+. Ini berarti bahwa selain membersihkan air melalui evaporasi, hidrogel ini juga dapat secara simultan menghilangkan kontaminan berbahaya, seperti ion logam berat, yang seringkali menjadi masalah dalam pengolahan air limbah industri.
Lebih lanjut, dalam uji lapangan di luar ruangan, KCAH menunjukkan produksi air harian sebesar 4,85 kg m−2, serta kapasitas adsorpsi Mn2+ yang mencapai 265,37 mg g−1, yang merupakan peningkatan signifikan dari hasil laboratorium. Ini menunjukkan bahwa KCAH tidak hanya unggul dalam lingkungan yang terkendali tetapi juga memiliki performa yang baik di lapangan terbuka dengan variasi kondisi lingkungan yang lebih besar.
Dengan kemampuan adsorpsi yang tinggi dan laju evaporasi yang efisien, hidrogel ini menawarkan solusi yang berkelanjutan untuk purifikasi air dan pengolahan limbah air yang mengandung ion logam berat. Dalam konteks energi terbarukan, teknologi ini membuka peluang baru dalam memanfaatkan energi matahari untuk menyediakan air bersih, terutama di daerah-daerah yang kekurangan air bersih atau terkena dampak pencemaran logam berat. Sebagai seorang dosen di bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, saya melihat potensi besar dalam inovasi ini untuk diterapkan secara lebih luas, baik dalam skala kecil maupun besar, dan berkontribusi terhadap pencapaian target keberlanjutan global.
Secara keseluruhan, teknologi evaporator surya berbasis hidrogel ini memberikan wawasan baru dalam pengembangan sistem purifikasi air terintegrasi, yang tidak hanya fokus pada evaporasi tetapi juga pada penghilangan kontaminan yang berbahaya. Dengan kombinasi kinerja tinggi dan keberlanjutan, sistem ini menjanjikan untuk diterapkan pada berbagai kondisi lingkungan, dari pengolahan air laut hingga limbah industri, serta dapat memberikan solusi efektif untuk masalah kelangkaan air bersih di masa depan.
