Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Krisis air bersih global telah mendorong pencarian solusi yang efisien dan berkelanjutan, terutama dalam proses desalinasi air laut dan pemisahan campuran minyak-air. Salah satu inovasi terbaru yang menarik perhatian adalah penggunaan membran berbahan dasar poly (ether ether ketone) (PEEK) yang dimodifikasi dengan lapisan MnO2 melalui metode hidrotermal. Penelitian ini berhasil memecahkan beberapa tantangan dalam proses pemisahan minyak-air dan desalinasi, dengan memanfaatkan keunggulan PEEK serta sifat superhidrofilik di bawah minyak dari MnO2.
Salah satu keunggulan utama dari membran ini adalah sifat mekaniknya yang sangat kuat, dengan tegangan tarik mencapai 110,2 MPa, yang memastikan daya tahan membran dalam berbagai kondisi. Membran ini menunjukkan efisiensi pemisahan yang tinggi, yaitu 99,9%, terhadap campuran minyak-air dengan memanfaatkan sifat superhidrofilik di bawah minyak dari MnO2 dan kemampuan superoleofobik di bawah air. Kemampuan ini memungkinkan membran untuk memisahkan minyak dan air hanya menggunakan gaya gravitasi, tanpa perlu tambahan energi eksternal, menjadikannya solusi yang ekonomis dan efisien.
Dalam aplikasi desalinasi air laut berbasis energi surya, membran ini mampu mencapai efisiensi evaporasi sebesar 2,63 kg m−2 h−1 di bawah sinar matahari 1 sun, dengan efisiensi energi mencapai 85,9%. Kinerja ini merupakan lompatan besar dalam teknologi desalinasi air laut yang selama ini menghadapi kendala terkait efisiensi energi dan ketahanan terhadap salinitas tinggi. Membran ini juga memiliki toleransi yang sangat baik terhadap garam, yang memastikan kinerjanya tetap stabil meskipun digunakan untuk air dengan kadar garam yang tinggi, seperti air laut.
Selain itu, salah satu aspek yang menonjol dari penelitian ini adalah kemampuan membran untuk memisahkan campuran minyak yang tidak dapat bercampur melalui interaksi dipol-dipol. Kemampuan ini membuat membran PEEK berbasis MnO2 sangat berguna tidak hanya dalam desalinasi air laut, tetapi juga dalam pemisahan limbah industri yang mengandung minyak dan senyawa organik lainnya. Membran ini mampu beroperasi secara efisien bahkan dalam kondisi ekstrem, dengan stabilitas kimia yang kuat terhadap pelarut organik seperti diklorometana, N, N-Dimetilformamida, serta larutan asam dan basa seperti NaOH, HCl, dan NaCl pada konsentrasi 1 M.
Dari segi lingkungan, penggunaan sinar matahari sebagai sumber energi dalam proses desalinasi ini memberikan nilai tambah yang signifikan. Ini tidak hanya mengurangi konsumsi energi konvensional, tetapi juga memanfaatkan sumber energi terbarukan yang berlimpah, yaitu matahari. Di masa depan, teknologi ini memiliki potensi besar untuk diterapkan secara luas di daerah-daerah yang rentan terhadap krisis air bersih, terutama yang terletak di pesisir dan memiliki sumber daya air laut melimpah.
Sebagai seorang dosen di bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, inovasi ini menunjukkan arah perkembangan teknologi desalinasi dan pemurnian air yang berkelanjutan dan efisien. Penggunaan material PEEK dan MnO2 yang kuat serta proses hidrotermal yang relatif sederhana memberikan peluang bagi produksi membran ini dalam skala besar, menjadikannya solusi praktis dan ekonomis. Terlebih lagi, daya tahan membran ini terhadap berbagai kondisi kimiawi ekstrem memperluas cakupannya, tidak hanya dalam desalinasi air laut, tetapi juga dalam pengolahan limbah industri.
Kesimpulannya, pengembangan membran PEEK yang dimodifikasi dengan MnO2 ini menawarkan solusi inovatif untuk mengatasi tantangan besar dalam desalinasi air laut dan pemisahan minyak-air. Dengan kinerja yang efisien dan berkelanjutan, teknologi ini memiliki potensi untuk memberikan dampak positif yang signifikan dalam mengatasi krisis air global, sekaligus mendukung pengembangan energi terbarukan untuk masa depan yang lebih bersih dan ramah lingkungan.
