Air Limbah Menghasilkan Listrik dan Air Terdesalinasi
Suatu
proses yag dapat membersihan air limbah dan juga dapat menghasilkan
sumber listrik dapat diterapkan untuk mengurangi 90 persen garam yang
terkandung dalam suatu larutan atau air laut, hal ini dinyatakan oleh
tim peneliti internasional dari China dan Amerika.
Air bersih
untuk minum, mencuci, dan industri terdapat dalam jumlah yang terbatas
dibeberapa Negara yang ada di dunia. Ketersediaannya di masa yang akan
datang menjadi salah satu permasalahan dunia. Beberapa Negara menerapkan
proses desalinasi air dengan menggunakan osmosis balik-yaitu proses
yang menerapkan tekanan tinggi pada air melalui suatu membran yang hanya
dapat dilewati oleh molekul air bukan molekul garamnya-atau ada juga
yang menerapkan elektrodialisis yaitu proses yang menggunakan listrik
untuk memisahkan ion-ion garam dari air melalui suatu membrane. Yang
perlu di catat kedua proses diatas sama-sama mengkonsumsi energi yang
tinggi.
“Desalinasi air dapat dilakukan tanpa energi listrik atau
tekanan yang tinggi dengan cara menggunakan sumber materi organic
sebagai bahan bakar untuk mendesalinasi air”, para peneliti melaporkan
dalam jurnal Environmental Science and Technology.
“Salah
satu kendala yang dihadapi untuk proses desalinasi air adalah
dibutuhkannya energi listrik yang cukup banyak, dan dengan menggunakan
desalinasi sel mikroba kami secara nyata dapat mendesalinasi air
sekaligus menghasilkan listrik pada saat kami mengambil material organic
dari air limbah”, kata Bruce Logan, Profesor Kappe dari Environmental
Engineering, Penn State.
Tim tersebut memodifikasi mikroba fuel
sel yaitu suatu alat yang mengunakan bakteri secara alami untuk mengubah
air limbah menjdai air bersih dan listrik-sehingga alat ini dapat
dipakai untuk desalinasi air laut.
“Tujuan kami adalah untuk
menunjukkan bahwa dengan menggunakan bakteri kami dapat memproduksi
sejumlah arus listrik yang mampu melakukan hal ini”, kata Logan.
“Bagaimanapun juga proses ini membutuhkan 200 mililiter air limbah
buatan-asam cuka dalam air-untuk mendesalinasi 3 mililiter air garam.
Hal ini bukan merupakan hal praktis sebab sistem kami belum
teroptimalkan tapi hal ini cukup memberi bukti bahwa konsep yang kami
ajukan terbukti berhasil.
Mikroba fuel sel terdiri dari dua bilik,
satu bilik diisi dengan air limbah atau nutrien dan satunya diisi
dengan air, setiap bilik terdapat elektroda. Secara alami bakteri yang
terdapat dalam limbah akan mengkonsumsi material organic yang terdapat
dalam limbah dan sekaligus meghasilkan arus listrik.
Dengan
sedikit mengubah mikroba fuel sel yaitu dengan cara menambah bilik
ketiga diantara dua bilik yang sudah ada dan meletakkan sejumlah
membrane yang spesifik terhadap ion—yaitu membrane yang dapat dilewati
ion positif aja atau sebaliknya dan tidak dapat dilewati keduanya –yang
diletakkan diantara bilik pusat dan elektroda positif dan negative. Air
yang mengandug garam kemudian diletakkan di bilik ini.
Air laut
mengandung sekitar 35 gram perliter sedangkan air garam biasanya haya 5
gram perliter. Garam tidak hanya terlarut dalam air akan tetapi juga
terdisosiasi menjadi ion positif dan negative. Pada saat bakteri dalam
fuel sel tersebut mengkonsumsi material yang ada dalam air limbah maka
akan dihasilkan proton. Proton ini tidak bisa melewati membrane anion
sehingga ion negative dari bilik pusat akan megalir ke bilik tempat air
limbah untuk menyeimbangkan ion positif. Pada elektroda yang lain proton
terkonsumsi sehingga ion positif dari bilik pusat mengalir ke bilik
tersebut. Hasil proses totalnya air laut / air garam yang ada di bilik
pusat akan terdesalinasi.
Dikarenakan gram membantu fuel sel untuk
menghasilkan listrik maka etika bilik pusat enjadi semakin encer (kadar
garamnya berkurang) maka konduktifitas sel berkurang dan produksi
listrikpun berkurang juga, hal inilah yang menyebabkan mengapa hanya 90
persen kadar garam yang bisa dihilangkan.
Permasalahan lain adalah
ketika proton dihasilkan pada salah satu elektroda dan proton
dikonsumsi pada elektroda yang lain maka salah satu bilik akan bersifat
asam sedangkan yang lain bersifat basa.Dengan mecampur kedua cairan dari
dua bilik ini ketika mereka dibuang akan menghasilkan cairan netral
sehingga permasalahan ini dapat diatasi. Akan tetapi kemampuan bakteri
hidup dalam kondisi asam ketika sel dijalankan menjadi satu permasalahan
lain sehingga dalam eksperimen tim menambhakan buffer secara periodic
untuk mengatasi hal ini. Masalah ini tidak akan menjadi kendala ketika
sistem kami telah menghasilkan sejumlah air terdesalinasi dalam jumlah
yang cukup. Tak heran jika eksperimen tim ini di support oleh King
Abdullah University of Science and Technology, Saudi Arabia and Ministry
of Science and Technology, China.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar