Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Penelitian terbaru mengenai busa berpori berbasis karbon telah mencapai kemajuan signifikan dalam mengatasi masalah kelangkaan air bersih global. Sebagai seorang dosen di bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, saya melihat penelitian ini sebagai terobosan besar yang dapat membawa solusi praktis untuk skala besar, khususnya dalam desalinasi air laut dan pemurnian air limbah. Inovasi yang ditawarkan berupa pengembangan busa berpori berbasis karbon fungsional yang tidak hanya memiliki kinerja evaporasi tinggi tetapi juga sifat mekanik yang kuat, memberikan jalan keluar potensial dari permasalahan yang ada.
Salah satu tantangan utama dalam pengembangan busa berbasis karbon adalah interaksi antarmuka yang lemah antara material berbasis karbon dan matriksnya, yang sering kali mengakibatkan sifat mekanik yang buruk. Namun, penelitian ini berhasil mengatasi masalah tersebut melalui strategi peningkatan kapiler yang efektif, yang memungkinkan terbentuknya busa karbon berfungsi oksigen tiga dimensi (OCPF) yang kuat dan berpori. Dengan keberadaan kelompok fungsional oksigen-hidrofilik yang melimpah, material ini menunjukkan peningkatan luar biasa dalam performa mekanik, seperti peningkatan stres kompresi hingga 6–70 kali lipat dan modulus kompresi mencapai 0,56–8,01 MPa.
Kemampuan material ini dalam mengelola aliran air juga didukung oleh fungsionalisasi oksigen, yang memperbaiki sifat transportasi air melalui struktur busa. Efek ini sangat penting dalam meningkatkan kinerja evaporasi material. Dalam kondisi pencahayaan satu matahari (1 kW/m²), busa OCPF yang dioptimalkan mampu mencapai laju evaporasi yang sangat tinggi, yaitu sekitar 3,08 kg·m−²·h−¹ dengan efisiensi mencapai 94%. Yang lebih mengesankan, ketika dipadukan dengan angin berkecepatan 3 m/s dan ketinggian air 5 cm, laju evaporasi bisa meningkat hingga 7,89 kg·m−²·h−¹. Hasil ini menunjukkan potensi luar biasa material ini dalam meningkatkan produksi air bersih melalui desalinasi berbasis energi surya.
Selain itu, OCPF tidak hanya menunjukkan performa yang luar biasa dalam desalinasi, tetapi juga mampu melakukan pemurnian air secara efisien dari berbagai sumber air, termasuk air asin, limbah domestik, limbah industri, air korosif, dan air limbah berminyak. Keanekaragaman aplikasi ini menjadikan OCPF sebagai solusi serbaguna dalam pemurnian air, baik untuk skala rumah tangga maupun industri. Kemampuan untuk menangani berbagai jenis air limbah menjadikan material ini sangat relevan dalam konteks global yang dihadapkan dengan masalah pencemaran air yang semakin kompleks.
Keunggulan dari penelitian ini terletak tidak hanya pada kinerja material yang luar biasa, tetapi juga pada proses pembuatan yang mudah dan terjangkau. Pengembangan OCPF melalui strategi fungsionalisasi oksigen ini membuka jalan untuk penerapan praktis dalam skala besar. Dengan biaya produksi yang relatif rendah dan kinerja yang superior, busa ini memiliki potensi besar untuk digunakan di daerah-daerah yang kekurangan akses air bersih, terutama di wilayah pesisir yang bergantung pada desalinasi air laut.
Sebagai seorang pengajar di bidang energi terbarukan, saya melihat penelitian ini sebagai titik penting dalam pengembangan teknologi evaporasi berbasis energi surya. Dengan fokus pada kinerja tinggi, daya tahan, dan skalabilitas, busa OCPF menawarkan solusi inovatif yang dapat diterapkan di dunia nyata untuk mengatasi krisis air global. Penelitian ini memberikan wawasan baru tentang bagaimana teknologi berbasis karbon dapat dioptimalkan untuk aplikasi lingkungan yang luas dan berkelanjutan.
