Krisis air bersih mendorong para peneliti dari seluruh dunia untuk mencari teknologi yang mampu menghasilkan air layak konsumsi dengan cara yang ramah lingkungan dan berbiaya rendah. Negara dengan iklim panas atau daerah pesisir yang memiliki banyak air laut menjadi tempat yang sangat membutuhkan inovasi semacam ini. Salah satu metode yang menarik perhatian banyak ilmuwan adalah teknologi penguapan surya. Teknologi ini memanfaatkan energi matahari untuk menguapkan air laut dan kemudian mengumpulkan uapnya sebagai air tawar. Teknologi ini sederhana secara konsep, tidak memerlukan bahan bakar fosil, dan cocok diterapkan di banyak wilayah beriklim tropis.
Namun, proses penguapan air asin menyimpan tantangan besar yaitu penumpukan kristal garam. Garam yang tertinggal setelah air menguap dapat menempel dan menumpuk pada permukaan alat penguap. Dalam waktu singkat, kristal garam ini menghambat proses pemanasan dan penguapan sehingga menurunkan efisiensi alat. Penumpukan garam juga memperpendek usia alat dan menambah biaya perawatan. Banyak teknologi penguapan surya sebelumnya berakhir tidak efektif karena masalah ini.
Baca juga artikel tentang: Pahlawan Hijau yang Tersamar: Mengapa Sayuran Brassica Bisa Jadi Kunci Kesehatan Dunia
Tim peneliti dari Tiongkok menawarkan terobosan yang sangat menarik. Mereka menciptakan strategi baru untuk mencegah penumpukan garam sambil mempertahankan laju penguapan yang tinggi dalam jangka panjang. Temuan mereka dipublikasikan pada tahun 2025 dalam jurnal Advanced Functional Materials dan membawa angin segar bagi masa depan teknologi desalinasi berbasis energi matahari.
Para peneliti memulai studi ini dengan mengamati penyebab utama penumpukan garam pada alat penguap. Sistem penguapan konvensional biasanya hanya memiliki satu jalur suplai air. Jalur tunggal ini menyebabkan garam berkumpul di bagian tertentu karena air mengalir dalam satu arah. Ketika air menguap, garam yang tertinggal tidak dapat tersapu kembali oleh aliran air. Dalam beberapa jam, permukaan alat mulai tertutup kristal garam sehingga efisiensinya turun drastis.
Tim peneliti memutuskan untuk mengubah cara suplai air bekerja. Mereka mengembangkan alat penguap fototermal baru yang memiliki dua jalur suplai air yang berjalan secara paralel. Strategi ini memberikan ruang bagi air untuk bergerak dan berdifusi dengan cara yang lebih dinamis. Ion garam yang sebelumnya terjebak pada satu titik kini dapat menyebar ke berbagai arah sehingga tidak ada lagi area yang menjadi lokasi utama penumpukan garam.
Aliran ganda ini mengubah distribusi ion garam di dalam alat. Dengan dua jalur suplai yang saling melengkapi, garam tetap berada di dalam air, bukan menempel pada permukaan alat penguap. Dengan demikian, proses penguapan dapat berlangsung tanpa hambatan dalam jangka waktu yang lama. Garam yang seharusnya menumpuk kemudian dapat dikumpulkan secara terpisah tanpa mengganggu kinerja alat. Strategi ini sejalan dengan konsep zero liquid discharge atau pemanfaatan air tanpa membuang cairan sisa yang berarti seluruh air benar benar dimanfaatkan dan garam dapat dikumpulkan sebagai hasil samping yang bernilai ekonomi.
Studi ini menunjukkan hasil yang sangat menjanjikan. Alat baru ini mampu mempertahankan laju penguapan stabil sebesar tiga koma nol sembilan hingga tiga koma dua enam kilogram per meter persegi per jam. Pengujian berlangsung terus menerus selama delapan puluh empat jam menggunakan larutan natrium klorida dengan konsentrasi tiga setengah persen yang setara dengan kadar garam pada air laut. Selama waktu tersebut, tidak ditemukan kristal garam yang menempel pada permukaan alat. Ini merupakan perkembangan besar dibandingkan sistem lama yang biasanya menunjukkan penurunan kinerja hanya dalam beberapa jam operasi.
Keberhasilan ini tidak hanya relevan secara teknis tetapi juga memiliki dampak besar terhadap lingkungan. Desalinasi konvensional sering menggunakan energi besar dan menghasilkan air garam pekat sebagai limbah yang dapat mencemari lingkungan pesisir. Teknologi penguapan surya yang bebas limbah cair dapat menjadi solusi alternatif yang jauh lebih hijau. Dengan kemampuan untuk mencegah penumpukan garam, teknologi baru ini menjanjikan umur alat yang lebih panjang dan biaya perawatan yang lebih rendah.
Selain itu, pendekatan ini membuka peluang untuk menggunakan teknologi penguapan surya di wilayah terpencil. Banyak desa pesisir dan daerah pedalaman memiliki akses yang terbatas terhadap listrik namun berlimpah sinar matahari. Sistem penguapan surya berbiaya rendah dapat menjadi solusi air bersih yang tidak memerlukan infrastruktur besar. Ketika penumpukan garam dapat dicegah, teknologi ini menjadi lebih praktis untuk penggunaan jangka panjang di masyarakat kecil.
Penelitian ini juga menunjukkan potensi ekonomi baru karena garam yang dikumpulkan dalam proses ini bisa dimanfaatkan. Dalam banyak sistem desalinasi tradisional, garam menjadi limbah yang sulit ditangani. Pada sistem baru ini, garam bisa dipanen sebagai produk samping. Hal ini menambah nilai ekonomi dan membuka peluang usaha baru, terutama bagi daerah yang memiliki potensi pasar untuk garam industri.
Para peneliti percaya bahwa inovasi suplai air paralel ini dapat menjadi fondasi bagi pengembangan teknologi penguapan surya generasi berikutnya. Mereka juga menekankan bahwa penelitian lanjutan dapat dilakukan untuk menguji efektivitas sistem terhadap air dengan kadar garam tinggi seperti air payau dari tambak garam atau limbah cair industri. Sistem ini mungkin juga dapat diintegrasikan dengan teknologi penyimpanan panas sehingga operasi tetap stabil ketika intensitas sinar matahari menurun.
Pengembangan teknologi ini menunjukkan bahwa solusi untuk krisis air tidak selalu harus mahal atau rumit. Inovasi sederhana namun sangat efektif seperti perubahan jalur suplai air dapat mengubah cara manusia memanfaatkan energi matahari untuk menghasilkan air bersih. Teknologi ini memberikan harapan bahwa masa depan desalinasi dapat menjadi lebih bersih, lebih murah, dan lebih mudah diakses oleh banyak orang.
Dengan terus berkembangnya penelitian di bidang energi terbarukan, teknologi penguapan surya berpotensi menjadi pilar penting dalam upaya global mengatasi kekurangan air. Inovasi seperti sistem suplai air paralel membuat teknologi ini bergerak lebih dekat menuju implementasi nyata. Bahkan, jika pengembangan ini terus berlanjut, masyarakat dapat segera memanfaatkan air bersih dari energi matahari tanpa menghasilkan limbah cair yang mencemari lingkungan.
Baca juga artikel tentang: Kenali 8 Tanda Tubuh Mengalami Overdosis Garam yang Bisa Mengancam Kesehatan
REFERENSI:
Xiong, Qianqian dkk. 2025. Unlocking Zero Liquid Discharge: A Parallel Water Supply Strategy to Realize Selective Salt Crystallization for Long‐Term Interfacial Solar Evaporation. Advanced Functional Materials 35 (7), 2409257.
