Akses ke air bersih adalah masalah mendesak bagi banyak orang di seluruh dunia. Bahkan di daerah dengan sumber daya air yang melimpah, kurangnya infrastruktur atau energi yang dapat diandalkan berarti menjernihkan air terkadang sangat sulit.
tulah mengapa kondensor uap air yang dirancang oleh para insinyur Universitas Wisconsin Madison bisa menjadi revolusioner. Tidak seperti kondensor uap radiasi lainnya yang hanya dapat beroperasi pada malam hari, desain baru ini bekerja di bawah sinar matahari langsung dan tidak memerlukan masukan energi.
Keberlanjutan air adalah masalah global, kata Zongfu Yu , profesor teknik listrik dan komputer di UW Madison. Anda tidak dapat menyelesaikan masalah air tanpa menangani energi.
Yu, dari University at Buffalo Professor Qiaoqiang Gan dan mahasiswanya, menggambarkan kondensor uap radiasi baru minggu ini dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences .
Ide pendinginan radiatif bukanlah hal baru. Faktanya, itu digunakan di alam oleh serangga seperti kumbang gelap yang ditemukan di Gurun Namib di barat daya Afrika. Selama malam yang cerah ketika suhu lingkungan dingin, cangkang kumbang yang gelap mengeluarkan panas ekstra dalam kisaran inframerah-tengah, yang juga dikenal sebagai jendela transparansi atmosfer. Panas itu secara alami memancar menuju atmosfer bagian atas Bumi yang sejuk dan ruang angkasa yang dingin.
Artikel lain: Bioma Mulut Kuno Menunjukkan Kesehatan Secara Keseluruhan
Kehilangan panas ini menurunkan suhu kumbang di bawah titik embun, atau suhu di mana uap air di udara mengembun menjadi tetesan pada permukaan yang lebih dingin (bayangkan segelas es teh di hari yang panas). Kumbang kemudian dapat memanen air itu, menggunakan alur dan struktur khusus untuk mengarahkan kelembapan ke mulutnya.
Selama beberapa dekade terakhir, para peneliti telah merancang pengumpul embun berdasarkan prinsip yang sama, menggunakan bahan khusus yang secara efisien melepaskan panas seperti yang dilakukan cangkang kumbang. Masalahnya, para kolektor itu hanya bekerja pada malam hari karena sinar matahari menghasilkan panas lebih banyak daripada yang bisa dihasilkan material.
Dalam proyek ini, tim yang dipimpin oleh peneliti pascadoktoral UW Madison, Ming Zhou dan didukung oleh National Science Foundation, membangun kondensor uap kecil menggunakan film tipis dari bahan yang disebut polydimethylsiloxane, yang sangat efisien dalam melepaskan radiasi termal di atmosfer- jendela transparansi. Mereka melapisinya di atas perak, yang memantulkan sinar matahari. Kombinasi keduanya mampu mendinginkan kondensor di bawah titik embun sehingga terjadi kondensasi.
Zhou menguji perangkat tersebut dengan menempatkannya di dalam ruang kondensasi di samping ruang yang berisi bahan pengumpul embun yang tersedia secara komersial serta benda hitam sederhana, sebuah objek yang digunakan untuk perbandingan eksperimental karena cara yang konsisten ia menyerap dan memancarkan radiasi. Tim tersebut memompa udara yang dilembabkan ke dalam tiga ruang, yang mereka posisikan di atas gedung UW Madison dan, selama pengujian lainnya, sebuah garasi parkir. Polydimethylsiloxane adalah satu-satunya bahan yang mengembunkan uap air saat berada di bawah sinar matahari langsung.
Pada dasarnya, kondensor radiasi kami direkayasa untuk berada dalam kontak termal dengan reservoir dingin yang luas di atmosfer atas dan di luar angkasa, kata salah satu penulis Mikhail Kats , seorang profesor dan ahli teknik listrik dan komputer UW Madison mengelola radiasi infra merah. Daya pendinginan yang diperoleh melalui kontak termal ini memungkinkan kondensasi air siang hari tanpa memerlukan sumber daya eksternal.
Manfaat lain adalah bahwa polydimethylsiloxane tersedia secara luas dan relatif murah, dan dukungan perak tidak diperlukan agar kondensor berfungsi.
Biaya dan ketersediaan bahan telah menjadi penghalang untuk jenis aplikasi ini. Tapi itu tidak terjadi di sistem kami, yang lebih mendekati kenyataan, kata Gan.
Yu dan Gan berharap untuk mengkomersialkan kondensor melalui perusahaan mereka, Sunny Clean Water LLC dengan memasangkannya dengan proses pasif lain yang telah mereka teliti, pembangkit uap surya. Ide mereka adalah menciptakan sistem di mana air yang tidak diolah atau bahkan air laut diuapkan, kemudian dialirkan melalui kondensor untuk dimurnikan dengan menggunakan matahari sebagai satu-satunya sumber energi.
Akhirnya, tim berharap sistem tersebut cukup efisien untuk menghasilkan air langsung dari udara. Ini adalah proses yang sedang mereka optimalkan.
Eksperimen ini dilakukan dengan menggunakan uap air yang terkontrol, kata Yu. Sekarang, langkah selanjutnya adalah menarik air langsung dari udara. Itu sangat, sangat menarik bagi kami mendapatkan air dari udara secara gratis tanpa menggunakan energi.
Sumber: scienceblog.com-freepik.com
Baca juga :
Keragaman Dapat Mencegah Kegagalan Pada Jaringan Listrik Yang Besar
Lendir Sintetis Bisa Meniru Yang Asli
