Produksi Listrik dari Grafena dan Air Garam

Kata Kunci:alotrop,elektron,energi alternatif,grafena,graphene,karbon,konduktor,listrikDitulis olehAbi Sofyan Ghifaripada 29-07-2014

Penemuan mengejutkan dan terdengar tak masuk akal datang dari China. Sebuah tim riset menghasilkan listrik hanya dengan menggerakkan air garam melewati lapisan-lapisan grafena (graphene).Melalui penemuan tersebut, mereka berhasil menciptakan energi ramah lingkungan yang bebas limbah, tanpa gas rumah kaca, dan tanpa reaksi pembakaran maupun ledakan dengan menggunakan salah satu material kimia yang paling melimpah di Bumi.Secara kimiawi, grafena merupakan salah satu alotrop karbon yang terdiri atas susunan atom-atom karbon yang terikat membentuk pola heksagonal dalam sebuah lapisan dua-dimensi. Lapisan ini secara teknis memiliki ketebalan sama dengan ukuran atom karbon itu sendiri. Karena ketipisannya inilah grafena berinteraksi secara aneh dengan cahaya dan material lainnya.Meskipun tipis grafena cukup dikenal akan kekuatannya untuk menahan beban pada satuan massa yang relatif rendah. Kekuatannya ini bahkan melebihi baja. Grafena juga merupakan alotrop dasar pembentuk alotrop karbon lainnya seperti grafit,nanotubekarbon, dan fulleren. Dikarenakan sifat dasar karbon dan strukturnya yang terdiri atas lapisan, grafena merupakan material yang sangat konduktif sehingga digunakan secara luas dalam eksperimen produksi listrik.Landasan ilmiah di balik fenomena tersebut sebenarnya cukup sederhana. Ketika tetesan air garam tidak bergerak pada sebuah lapisan grafena, muatan listrik terdistribusi secara merata dan seimbang pada kedua sisi grafena. Namun ketika tetesan tersebut bergerak melalui permukaan grafena, elektron-elektron pada air garam keluar dari satu lapisan grafena dan kemudian diserap oleh permukaan grafena lain di bawahnya. Pergerakan elektron-elektron sepanjang lapisan ini menghasilkan tegangan listrik yang dapat diukur. Semakin cepat air garam bergerak, semakin tinggi pula tegangan listrik yang dapat dihasilkan meski total voltase yang dihasilkan masih cukup rendah yaitu sekitar 30 milivolt. Sebagai perbandingan, baterei standar ukuran AA dapat memproduksi listrik sebesar 1,5 volt.Meski hanya menghasilkan tegangan dan daya listrik yang kecil, penelitian ini tetap memberikan suatu terobosan penting terhadap ilmu pengetahuan, terutama dalam memanfaatkan material dan energi melimpah yang belum dimanfaatkan secara maksimal, yaitu karbon, air garam, dan gravitasi.Bukan tidak mungkin dalam beberapa tahun ke depan, penelitian ini akan semakin berkembang dengan digunakannya material maupun metode terbaru. Penelitian ini juga memiliki potensi untuk dikembangkan dalam skala yang lebih besar seperti halnya pembangkit listrik tenaga air, agar dapat menghasilkan listrik yang dapat dinikmati seluruh penduduk Bumi.

Meminum air murni dari pancaran sinar matahari dan air lautKata Kunci:air,air murni,mata,sinar mataDitulis olehAwan Ukayapada 19-09-2012Suatu alat yang dapat mendorong garam keluar dari air laut telah dikembangkan oleh para peneliti Amerika Serikat. Yang cukup efisien dengan bertenaga sinar matahari, proses ini dapat mengarahkan pada skala kecil atau alat desalinasi portabel yang dapat menyediakan air minum yang vital pada daerah bencana atau daerah yang dilanda kekeringan parah.Dengan menggunakan memberan semi-yang dapat menyerap modern guna mengubah air laut menjadi air tawar sangat populer sebagai suatu solusi pada kekurangan sumber air secara global. Dua teknik umum adalah osmosis terbalik, dimana air laut didorong melalui suatu saringan seperti memberan untuk menyaring keluar garamnya dan elektrodialisis, yang menggunakan aliran listrik untuk mendorong keluar ion-ion garam melalui suatu memberan.Namun pada kedua kasus tersebut, bahan organis dan garam mengakumulasi beberapa memberan dan menyumbat sistemnya. Sekarang ini, suatu teknik alternatif telah dikembangkan, dimana dapat mengatasi permasalahan ini namun masih enrginya sangat efisien.Kita mengunakan suatu fenomena yang disebut dengan konsentrasi polarisasi ion untuk mendorong garam keluar dari kandungan air laut, kata Jongyoon Han, yang memimpin penelitian pada Massachusetts Institute of Technology. Ketika suatu voltase diterapkan sepanjang memberan kecil yang terbuat dari bahan ion selektif seperti Nafion, sesuatu yang tidak biasa akan terjadi. Pada salah satu sisi memberan, partikel-partikel yang bermuatan dikeluarkan dan pada satu sisi yang lainnya, mereka dikumpulkan.Tim Han mengembangkan suatu alat berukuran microchip yang menyalurkan suatu arus air menuju bawah pada garpu dan membelah kedalam dua saluran. Pintu masuk pada salah satu salurannya dilapisi dengan memberan Nafion bermuatan, yang melindungi air yang mengalir kebawah dan mendorong garam kebawah pada saluran yang berbeda. Secara susah payah, pelindung ini juga mengeluarkan partikel bermuatan lainnya, keduanya bermuatan positif dan negatif, yang meliputi kebanyakan bahan organis dan mikroorganisme, seperti bakteri, virus dan zat pencemar lainnya.Namun untuk memfungsikan secara efektif, proses ini memerlukan saluran air yang kecil dan hal tersebut hanya dapat menghasilkan sejumlah kecil air pada diri mereka sendiri. Arah kami di masa mendatang nantinya serupa dengan bagaimana industri semikonduktor membuat microchip ini, jelas Han. Kita mengharapkan beratus-ratus saluran air pada chip tunggal tujuannya adalah membaut system ini yang dapat menghasilkan sekitar satu liter air murni setiap sepuluh menit.Meskipun begitu Han mengakui hal ini secara relative sangatlah tidak memngkinkan, hal ini mungkin saja untuk menjalankan alat ini secara terus-menerus bagi penggunaan tenaga sinar matahari dengan waktu yang lama, yang akan sangat berharga sekali pada berbagai area kritis yang kekurangan air.Adel Sharif, seorang ahli pada penanganan air dan desalinasi pada University of Surrey, Inggris, tertarik dengan proses baru ini, namun berpikir bahwa pekerjaan yang lebih masih diperlukan. Ada beberapa permasalahan yang harus diselesaikan, kata dia padaChemistry World. Elektroda emasa dan titanium akhir-akhir ini digunakan, jadi penemuan yang sangat murah atau bahan alternatif diperlukan untuk menskalakan teknologi ini kedalam suatu alat. Serta, beberapa partikl yang tidak bermuatan mungkin saja menyebabkan kekacauan pada memberan jadi suatu sistem para-perlakuan mungkin saja diperlukan terlebih dulu.Lewis BrindleyReferensiS J Kimet al, Nature Nanotechnology, DOI: 10.1038/NNANO.2010.34