Membran Baru untuk Efisiensi Desalinasi

Peneliti di Amerika Serikat dan Korea telah membuat sebuah membran yang dapat mengurangi biaya penyaringan garam dari air laut. Membran ini terbuat dari material baru berbasis-polisulfon yang tahan terhadap klorin. Dengan material ini beberapa tahapan desalinasi yang memakan banyak biaya tidak diperlukan lagi.

Proses desalinasi yang paling umum, osomosis terbalik, mendesak air laut melewati membran-membran semi-permeabel untuk menyaring kandungan garamnya. Meski banyak energi yang diperlukan untuk menjalankan pabrik-pabrik desalinasi yang berskala besar, namun tetap tidak dapat menaikkan jumlah persediaan air bersih, sementara di seluruh dunia, lebih dari 1 milyar orang tidak memiliki akses terhadap air yang aman dan bersih.

Salah satu kekurangan dari membran-membran desalinasi yang digunakan sekarang ini adalah penyumbatan membran dari waktu ke waktu yang disebabkan oleh pertumbuhan alga atau selaput-biologis bakteri. Penambahan klorin membunuh mikroorganisme dalam air tetapi juga merusak membran yang berbasis-poliamida. Jadi klorin biasanya dihilangkan dari air sebelum dilewatkan pada membran dan kemudian ditambahkan kembali ke dalam air setelah melewati membran.

Sebuah membran baru, yang berbasis polisulfon, menjanjikan untuk menjadikan proses yang rumit dan memakan biaya ini tidak diperlukan lagi. "Polisulfon memiliki ketahanan terhadap klorin yang lebih baik dibanding poliamida karena rantai utamanya terdiri dari cincin-cincin aromatik dan ikatan karbon, sulfur dan oksigen yang kuat," papar Ho Bum Park, yang memimpin salah satu tim peneliti di Universitas Ulsan, Korea Selatan. "Dengan demikian, polisulfon tidak mengandung ikatan-ikatan amida yang sensitif terhadap serangan klorin cair." Polisulfon sebelumnya telah digunakan untuk desalinasi, tetapi air tidak mengalir dengan baik melalui material ini. Ini diatasi dengan merubah cara pembuatan polimer ini, kata Benny Freeman, yang memimpin tim peneliti lain di Universitas Texas Austin. "Dulunya, gugus-gugus hidrofil ekstra ditambahkan ke polimer setelah polimerisasi sehingga menempatkan gugus-gugus ini pada posisi yang paling tidak stabil. Sebagai gantinya, kami memadukan gugus-gugus ini kedalam monomer, sehingga ketika polimerisasi terjadi gugus-gugus ini berpadu secara langsung dengan struktur polimer."

Ho Bum Park sedang memegang dua sampel membran desalinasi yang tahan klorin.

Polimer yang baru ini telah dipatenkan oleh tim peneliti ini dan Freeman berharap material ini akan memiliki kegunaan dan dikomersialkan dalam jangka waktu tiga tahun ke depan.

"Membran yang sangat tahan terhadap klorin ini dapat menghilangkan tahapan-tahapan proses yang memakan banyak biaya dan secara signifikan meningkatkan daya tahan membran yang digunakan dalam desalinasi," kata Ian Lomax, Manajer Proyek Besar di Dow Water Solutions.

Solusi alami

Tetapi masih banyak penelitian yang diperlukan jika desalinasi berbasis-membran diharapkan untuk mengatasi kekurangan persediaan air secara global. Pengoperasian pabrik-pabrik desalinasi berbasis-membran yang berskala besar terlalu mahal bagi kebanyakan negara berkembang. (Kebanyakan pabrik desalinasi yang ada sekarang ini dibuat di dekat pembangkit listrik di daerah pantai, sehingga memanfaatkan kelebihan energi dan panas limbah). Untuk negara-negara maju, manfaat desalinasi harus lebih besar dibanding emisi bahan-bakar fosil yang ditimbulkan.

Peningkatan efisiensi membran merupakan kunci untuk mengurangi biaya desalinasi dan imbas bahan bakar fosil, kata Thomas Mayer, yang bekerja di Laboratorium Nasional Sandia di Albuquerque, US. Tim Mayer berencana untuk mencapai efisiensi ini dengan meniru proses yang digunakan oleh sistem-sistem alami. "Ginjal manusia misalnya, menggunakan membran-membran yang dapat menyaring garam sekitar 100 kali lebih efisien dibanding membran-membran sintetik," kata dia. "Jika kita dapat mereplikasi membran ini, akan sangat efektif."

Jika membran mencapai efisiensi yang cukup bagus, maka membran-membran desalinasi bahkan bisa dipadukan ke dalam sistem-sistem filtrasi yang dioperasikan langsung oleh manusia, seperti "LifeStraw" yang dikembangkan oleh Vestergaard Frandsen. Alat sedotan yang sederhana ini mengandung sebuah membran yang menyaring mikroorganisme-mikroorganisme dari air dan dihisap langsung oleh manusia untuk mengoperasikannya - walaupun salah seorang juru bicara dari perusahaan tersebut mengatakan kepada Chemistry World bahwa belum ada rencana untuk membuat "sedotan" desalinasi seperti ini dalam waktu dekat.

Saat ini, sistem-sistem osmosis terbalik merupakan cara yang paling efektif untuk melakukan desalinasi dalam skala besar, tetapi pengembangan sedang dilakukan untuk efisiensi menggunakan teknologi-teknologi lain seperti distilasi termal atau proses evaporasi. Lomax menambahkan, sehingga proses-proses membran akan mengalami kompetisi nantinya.

(dikutip dari: Soetrisno, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=174)