Inovasi dalam Teknologi Air dan Energi Berkelanjutan

Para peneliti dari Ulsan National Institute of Science & Technology berhasil mengembangkan teknologi baru yang menggunakan energi matahari untuk menguapkan air laut dan menghasilkan air minum yang bersih. Teknologi ini tidak bergantung pada listrik eksternal sehingga sangat ramah lingkungan dan mengurangi emisi karbon. Teknologi ini memanfaatkan material oxide perovskite bernama La0.7Sr0.3MnO3 yang sangat efisien dalam mengubah energi surya menjadi panas. Hal ini dimungkinkan karena proses pembentukan 'intra-band trap states' yang mendorong rekombinasi non-radiatif pada elektron dan lubang fotoexcited, meningkatkan pelepasan panas. Desain perangkat evaporator berbentuk huruf L terbalik memungkinkan aliran cairan satu arah yang mengarahkan garam ke tepi material, sehingga mengurangi penumpukan garam dan menjaga permukaan tetap bersih dari penghalang cahaya. Hal ini membuat evaporasi menjadi lebih cepat dan efisien. Hasil pengujian menunjukkan tingkat evaporasi sangat tinggi, yaitu 3,40 kg per meter persegi per jam di bawah cahaya matahari alami (1 sun), jauh lebih unggul dibandingkan metode yang biasa hanya menghasilkan sekitar 0,3–0,4 kg/m²/jam. Selain itu, perangkat tetap stabil dalam lingkungan saline sangat pekat hingga 20%. Teknologi ini merupakan solusi yang praktis dan dapat dikembangkan menjadi modul besar untuk digunakan secara luas mengatasi krisis air bersih global. Para peneliti optimis teknologi ini juga bisa dimanfaatkan untuk aplikasi lain seperti pemanenan garam secara ramah lingkungan.

Es biasanya dianggap hanya sebagai bahaya karena membuat jalanan dan trotoar menjadi licin dan berbahaya. Namun penemuan baru mengungkap bahwa es dapat menghasilkan listrik ketika dibengkokkan, terutama jika diberi garam biasa. Temuan ini membuka kemungkinan baru untuk menggunakan es sebagai sumber energi terbarukan. Peneliti dari Universitas Xi’an Jiatong di China, dipimpin oleh Xin Wen, menemukan bahwa es memiliki sifat flexoelectric, yaitu dapat menghasilkan listrik saat mengalami tekanan seperti pembengkokan. Mereka melakukan eksperimen dengan membekukan air yang mengandung berbagai kadar garam, lalu membengkokkan sampel es tersebut. Eksperimen menunjukkan bahwa es bergaram menghasilkan listrik hingga seribu kali lebih banyak daripada es murni. Ini terjadi karena garam mencegah es membeku sepenuhnya, sehingga terbentuk saluran air asin mikroskopis di dalamnya. Ketika es dibengkokkan, air asin ini mengalir dan menghasilkan arus listrik yang dikenal sebagai streaming current. Potensi es sebagai sumber energi sangat besar karena menutupi sekitar 10% permukaan Bumi. Meskipun ada beberapa kendala seperti berkurangnya kapasitas listrik setelah siklus pembengkokan berulang dan efisiensi yang masih kalah dengan alat piezoelektrik komersial, teknologi ini memiliki harapan besar, terutama di daerah dingin yang sulit mengakses energi konvensional. Selain manfaat di Bumi, fenomena ini juga relevan dengan bulan es di tata surya, seperti Europa dan Enceladus, yang diyakini memiliki laut bawah permukaan. Penemuan ini membawa kita lebih dekat pada pemanfaatan energi es yang ramah lingkungan dan membuka peluang riset lanjutan untuk teknologi yang lebih tahan lama dan efisien.

Produksi hidrogen sebagai sumber energi bersih saat ini masih sangat bergantung pada air tawar yang terbatas dan mahal. Penggunaan air laut menjadi pilihan menarik karena jumlahnya sangat banyak, namun ion klorida di dalamnya menyebabkan korosi pada elektroda saat proses elektrolisis, sehingga mengurangi efisiensi dan masa pakai alat. Sebuah tim dari Korea Institute of Materials Science mengembangkan katalis baru dengan bahan dasar MXene, sebuah nanomaterial dua dimensi yang terkenal karena konduktivitas dan fleksibilitasnya. Mereka berhasil mengatasi kelemahan MXene yang cepat teroksidasi dengan sengaja mengoksidasinya lalu menggabungkannya dengan nikel ferit menggunakan teknik penggilingan energi tinggi. Katalis hasil inovasi ini menunjukkan performa luar biasa, menghasilkan densitas arus lima kali lipat dan ketahanan dua kali lipat dibanding katalis pada umumnya. Selain itu, katalis ini sangat efektif dalam menolak ion klorida, sehingga mencegah korosi dan kerusakan elektroda ketika digunakan dalam air laut. Pengujian tidak hanya dilakukan di laboratorium, tetapi juga di unit sel elektrolisis sebenarnya, yang membuktikan bahwa katalis ini mampu bekerja secara stabil dan berkelanjutan dalam kondisi nyata. Hal ini mengindikasikan potensi besar teknologi ini dalam produksi hidrogen yang efisien dari air laut. Dengan solusi teknologi ini, produksi hidrogen berskala besar menggunakan air laut bisa segera direalisasikan, mempercepat peralihan menuju energi bersih dan mengurangi ketergantungan pada sumber air tawar. Penelitian ini mendapat dukungan dari lembaga penelitian dan pemerintah Korea Selatan serta kolaborasi dengan universitas ternama.