Gambar yang diunduh dari situs web Kantor Pers Institut Teknologi Massachusetts tersedia untuk organisasi nirlaba, media, dan publik di bawah Lisensi Creative Commons Attribution NonCommercial No Derivatives.Anda tidak boleh mengubah gambar yang disediakan kecuali gambar tersebut telah dipotong ke ukuran yang benar.Kredit harus digunakan saat memutar gambar;jika tidak tercantum di bawah, tautkan gambar ke “MIT”.
Para peneliti di Massachusetts Institute of Technology telah mengembangkan perangkat desalinasi portabel dengan berat kurang dari 10 kg yang menghilangkan partikel dan garam untuk menghasilkan air minum.
Perangkat seukuran koper ini menggunakan daya yang lebih kecil dibandingkan pengisi daya telepon dan juga dapat ditenagai oleh panel surya portabel kecil yang dapat dibeli secara online dengan harga sekitar $50.Secara otomatis menghasilkan air minum yang melebihi standar Organisasi Kesehatan Dunia.Teknologi tersebut dikemas dalam perangkat yang mudah digunakan dan bekerja secara maksimalmenekan sebuah tombol.
Berbeda dengan alat pembuat air portabel lainnya yang mengharuskan air melewati filter, alat ini menggunakan listrik untuk menghilangkan partikel dari air minum.Penggantian filter tidak diperlukan, sehingga sangat mengurangi kebutuhan akan perawatan jangka panjang.
Hal ini memungkinkan unit tersebut dikerahkan ke daerah terpencil dan sangat terbatas sumber dayanya, seperti masyarakat di pulau-pulau kecil atau di kapal kargo lepas pantai.Dana ini juga dapat digunakan untuk membantu pengungsi yang melarikan diri dari bencana alam atau tentara yang terlibat dalam operasi militer jangka panjang.
“Ini benar-benar puncak perjalanan 10 tahun saya dan tim.Selama bertahun-tahun kami telah mempelajari ilmu fisika di balik berbagai proses desalinasi, namun menerapkan semua kemajuan ini dalam satu kotak, membangun sistem, dan melakukannya di laut.Ini merupakan pengalaman yang sangat bermanfaat dan berharga bagi saya,” kata penulis senior Jongyoon Han, seorang profesor teknik elektro, ilmu komputer, dan bioteknologi serta anggota Electronics Research Laboratory (RLE).
Khan bergabung dengan penulis pertama Jungyo Yoon, Rekan RLE, Hyukjin J. Kwon, mantan rekan pascadoktoral, Sungku Kang, rekan pascadoktoral di Universitas Northeastern, dan Komando Pengembangan Kemampuan Tempur Angkatan Darat AS (DEVCOM) Eric Braque.Studi ini dipublikasikan secara online di jurnal Environmental Science & Technology.
Yoon menjelaskan bahwa pabrik desalinasi portabel komersial biasanya memerlukan pompa bertekanan tinggi untuk mengalirkan air melalui filter, yang sulit untuk dibuat mini tanpa mengurangi efisiensi energi unit tersebut.
Sebaliknya, perangkat mereka didasarkan pada teknik yang disebut polarisasi konsentrasi ion (ICP), yang dirintis oleh kelompok Khan lebih dari 10 tahun yang lalu.Alih-alih menyaring air, proses ICP menerapkan medan listrik ke membran yang terletak di atas dan di bawah saluran air.Ketika partikel bermuatan positif atau negatif, termasuk molekul garam, bakteri dan virus, melewati membran, mereka ditolak oleh membran tersebut.Partikel bermuatan diarahkan ke aliran air kedua, yang akhirnya terlontar.
Proses ini menghilangkan padatan terlarut dan tersuspensi, sehingga air bersih dapat melewati saluran.Karena hanya membutuhkan pompa bertekanan rendah, ICP menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan teknologi lainnya.
Namun ICP tidak selalu menghilangkan semua garam yang mengambang di tengah saluran.Jadi para peneliti menerapkan proses kedua yang disebut elektrodialisis untuk menghilangkan sisa ion garam.
Yun dan Kang menggunakan pembelajaran mesin untuk menemukan kombinasi sempurna antara modul ICP dan elektrodialisis.Pengaturan optimal terdiri dari proses ICP dua tahap dimana air melewati enam modul pada tahap pertama, kemudian melalui tiga modul pada tahap kedua, diikuti dengan proses elektrodialisis.Hal ini meminimalkan konsumsi energi sekaligus membuat proses pembersihan mandiri.
“Meskipun benar bahwa beberapa partikel bermuatan dapat ditangkap oleh membran penukar ion, namun jika terperangkap, kita dapat dengan mudah menghilangkan partikel bermuatan tersebut hanya dengan mengubah polaritas medan listrik,” jelas Yun.
Mereka mengecilkan dan menyimpan modul ICP dan elektrodialisis untuk meningkatkan efisiensi energi dan memungkinkannya dimasukkan ke dalam unit portabel.Para peneliti telah mengembangkan perangkat bagi non-spesialis untuk memulai proses desalinasi dan pembersihan otomatis hanya dengan satu perangkattombol.Ketika salinitas dan jumlah partikel turun di bawah ambang batas tertentu, perangkat akan memberi tahu pengguna bahwa air siap untuk diminum.
Para peneliti juga membuat aplikasi ponsel pintar yang mengontrol perangkat secara nirkabel dan melaporkan data real-time mengenai konsumsi energi dan salinitas air.
Setelah percobaan laboratorium dengan air dengan berbagai tingkat salinitas dan kekeruhan (turbiditas), perangkat tersebut diuji di lapangan di Pantai Carson Boston.
Yoon dan Kwon meletakkan kotak itu di tepi sungai dan menjatuhkan pengumpannya ke dalam air.Setelah sekitar setengah jam, alat tersebut mengisi gelas plastik dengan air minum bersih.
“Sangat menarik dan mengejutkan karena berhasil bahkan pada peluncuran pertama.Tapi saya pikir alasan utama kesuksesan kami adalah akumulasi dari semua perbaikan kecil yang kami lakukan selama ini, ”kata Khan.
Air yang dihasilkan melebihi standar kualitas Organisasi Kesehatan Dunia, dan instalasi tersebut mengurangi jumlah padatan tersuspensi setidaknya 10 kali lipat.Prototipe mereka menghasilkan air minum dengan laju 0,3 liter per jam dan hanya mengkonsumsi 20 watt-jam per liter.
Menurut Khan, salah satu tantangan terbesar dalam mengembangkan sistem portabel adalah menciptakan perangkat intuitif yang dapat digunakan siapa saja.
Yoon berharap untuk mengkomersialkan teknologi tersebut melalui startup yang rencananya akan ia luncurkan untuk membuat perangkat lebih ramah pengguna dan meningkatkan efisiensi energi serta kinerjanya.
Di laboratorium, Khan ingin menerapkan pembelajaran yang telah ia pelajari selama satu dekade terakhir pada masalah kualitas air selain desalinasi, seperti deteksi cepat kontaminan dalam air minum.
“Ini jelas merupakan proyek yang menarik dan saya bangga dengan kemajuan yang telah kami capai sejauh ini, namun masih banyak pekerjaan yang harus diselesaikan,” katanya.
Misalnya, meskipun “pengembangan sistem portabel yang menggunakan proses elektromembran merupakan cara orisinal dan menarik untuk desalinasi air skala kecil di luar jaringan listrik,” dampak polusi, terutama jika air memiliki kekeruhan tinggi, dapat meningkatkan kebutuhan pemeliharaan dan biaya energi secara signifikan. , catat Nidal Hilal, Prof. insinyur dan direktur Pusat Penelitian Air Abu Dhabi di Universitas New York, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
“Keterbatasan lainnya adalah penggunaan bahan yang mahal,” tambahnya.“Akan menarik untuk melihat sistem serupa menggunakan bahan yang tidak mahal.”
Studi ini sebagian didanai oleh DEVCOM Soldier Center, Laboratorium Sistem Air dan Makanan Abdul Latif Jameel (J-WAFS), Program Beasiswa Postdoctoral Universitas Northeastern dalam Kecerdasan Buatan Eksperimental, dan Institut Kecerdasan Buatan Ru.
Para peneliti di Laboratorium Penelitian Elektronik MIT telah mengembangkan pembuat air portabel yang dapat mengubah air laut menjadi air minum yang aman, menurut Ian Mount dari Fortune.Mount menulis bahwa ilmuwan riset Jongyun Khan dan mahasiswa pascasarjana Bruce Crawford mendirikan Nona Technologies untuk mengkomersialkan produk tersebut.
Para peneliti di Massachusetts Institute of Technology “telah mengembangkan perangkat desalinasi mengambang bebas yang terdiri dari beberapa lapisan evaporator yang menyerap panas dari kondensasi uap air, sehingga meningkatkan efisiensinya secara keseluruhan,” Neil Nell Lewis dari CNN melaporkan.“Para peneliti berpendapat bahwa ini dapat dikonfigurasi sebagai panel terapung di laut, menyalurkan air tawar ke pantai, atau dapat dirancang untuk melayani satu rumah tangga yang menggunakannya dalam tangki air laut,” tulis Lewis.
Peneliti MIT telah mengembangkan perangkat desalinasi portabel seukuran koper yang dapat mengubah air asin menjadi air minummenekan sebuah tombol, lapor Elisaveta M. Brandon dari Fast Company.Perangkat ini bisa menjadi “alat penting bagi orang-orang di pulau-pulau terpencil, kapal kargo lepas pantai, dan bahkan kamp pengungsi yang dekat dengan perairan,” tulis Brandon.
Reporter Motherboard Audrey Carlton menulis bahwa para peneliti MIT telah mengembangkan “perangkat desalinasi portabel tanpa filter yang menggunakan medan listrik tenaga surya untuk membelokkan partikel bermuatan seperti garam, bakteri, dan virus.”Kelangkaan merupakan masalah yang semakin besar bagi semua orang karena naiknya permukaan air laut.Kami tidak menginginkan masa depan yang suram, namun kami ingin membantu masyarakat bersiap menghadapinya.”
Perangkat desalinasi portabel bertenaga surya yang dikembangkan oleh para peneliti MIT dapat menghasilkan air minum di sanasentuhan tombol, menurut Tony Ho Tran dari The Daily Beast.“Perangkat ini tidak bergantung pada filter apa pun seperti alat pembuat air konvensional,” tulis Tran.“Sebaliknya, ia menyetrum air untuk menghilangkan mineral, seperti partikel garam, dari air.”