Air bersih merupakan barang langka di banyak belahan dunia dan harus diperoleh dengan biaya besar. Masyarakat di dekat laut dapat melakukan desalinasi air laut untuk tujuan ini, namun hal ini memerlukan energi yang besar. Lebih jauh dari pantai, seringkali satu-satunya pilihan yang tersisa adalah mengembunkan kelembapan atmosfer melalui pendinginan, atau melalui proses yang memerlukan hal serupa masukan energi tinggi atau dengan menggunakan teknologi “pasif” yang memanfaatkan perubahan suhu antara siang dan malam. Namun, dengan teknologi pasif saat ini, seperti kertas pengumpul embun, air hanya dapat diambil pada malam hari. Hal ini karena matahari memanaskan foil pada siang hari, sehingga kondensasi tidak mungkin terjadi.
Pendinginan sendiri dan perlindungan dari radiasi
Para peneliti di ETH Zurich kini telah mengembangkan a teknologi yang, untuk pertama kalinya, memungkinkan mereka memanen air 24 jam sepanjang waktu, tanpa masukan energi, bahkan di bawah terik matahari. Perangkat baru ini pada dasarnya terdiri dari panel kaca berlapis khusus, yang memantulkan radiasi matahari dan juga memancarkan panasnya sendiri melalui atmosfer ke luar angkasa. Dengan demikian, suhu akan mendingin hingga 15 derajat Celcius (59 derajat Fahrenheit) di bawah suhu lingkungan. Di bagian bawah panel ini, uap air dari udara mengembun menjadi air. Prosesnya sama seperti yang terlihat pada jendela dengan insulasi buruk di musim dingin.
Para ilmuwan melapisi kaca dengan lapisan polimer dan perak yang dirancang khusus. Pendekatan pelapisan khusus ini menyebabkan panel memancarkan radiasi inframerah pada jendela panjang gelombang tertentu ke luar angkasa, tanpa penyerapan oleh atmosfer atau pantulan kembali ke panel. Elemen kunci lain dari perangkat ini adalah perisai radiasi berbentuk kerucut baru. Ini sebagian besar membelokkan radiasi panas dari atmosfer dan melindungi panel dari radiasi matahari yang masuk, sementara memungkinkan perangkat untuk memancarkan panas tersebut ke luar dan dengan demikian untuk mendinginkan diri, sepenuhnya pasif.
Mendekati optimum teoretis
Seperti yang ditunjukkan oleh pengujian perangkat baru di bawah kondisi dunia nyata di atap gedung ETH di Zurich, teknologi baru ini dapat menghasilkan setidaknya dua kali lebih banyak air per area per hari daripada teknologi pasif terbaik saat ini berdasarkan foil: pilot kecil sistem dengan diameter panel 10 sentimeter menghasilkan 4.6 mililiter air per hari dalam kondisi dunia nyata. Perangkat yang lebih besar dengan panel yang lebih besar akan menghasilkan lebih banyak air. Para ilmuwan mampu menunjukkan bahwa, dalam kondisi ideal, mereka dapat memanen hingga 0.53 desiliter (sekitar 1.8 ons cairan) air per meter persegi permukaan panel per jam. Ini mendekati nilai maksimum teoritis 0.6 desiliter (2.03 ons) per jam, yang secara fisik tidak mungkin dilampaui.
Teknologi lain biasanya membutuhkan air kental untuk dihapus dari permukaan, yang membutuhkan energi. Tanpa langkah ini, sebagian besar air yang terkondensasi akan menempel ke permukaan dan tetap tidak dapat digunakan sambil menghambat kondensasi lebih lanjut. Para peneliti menerapkan lapisan superhydrophobic (sangat anti air) baru ke bagian bawah panel di kondensor air mereka. Hal ini menyebabkan air yang terkondensasi menjadi manik-manik dan mengalir atau melompat dengan sendirinya. “Berbeda dengan teknologi lain, teknologi kami benar-benar dapat berfungsi tanpa energi tambahan, yang merupakan keunggulan utama.
Tujuan para peneliti adalah untuk mengembangkan teknologi untuk negara-negara dengan kelangkaan air dan, khususnya, untuk negara berkembang dan negara berkembang. Sekarang, kata mereka, ilmuwan lain memiliki kesempatan untuk mengembangkan lebih lanjut teknologi ini atau menggabungkannya dengan metode lain, seperti desalinasi air, untuk meningkatkan hasil mereka. Produksi panel berlapis relatif sederhana dan kondensor bangunan yang lebih besar dari sistem percontohan saat ini seharusnya dimungkinkan. Mirip dengan cara sel surya menampilkan beberapa modul yang dipasang bersebelahan, beberapa kondensor air juga dapat diposisikan berdampingan untuk menyatukan sistem skala besar.