OPTIMIZATION OF SUPERHYDROPHOBIC SURFACE FABRICATION FOR THERMOELECTRIC-BASED ATMOSPHERIC WATER GENERATOR

• Main Author: Hasyyati Luqiyana, Nur
• Format: Theses
• Language: Indonesia
• Online Access: https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/71954
• Institution: Institut Teknologi Bandung

Kandungan air di atmosfer merupakan sumber air bersih yang andal dan berkelanjutan untuk dimanfaatkan. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengekstraksi kandungan air atmosfer adalah teknologi penghasil air atmosfer (AWG) yang menggunakan termoelektrik sebagai media pendinginnya (AWG berbasis TEC). AWG berbasis TEC ini memiliki kelebihan yakni peralatan yang lebih sederhana dan jejak karbon yang rendah, namun kondensat yang dihasilkan hanya sedikit, sehingga menghasilkan konsumsi daya unit (UPC) yang tinggi dan nilai laju pengumpulan air (WHR) yang rendah. Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah tersebut, dalam penelitian ini permukaan kondensasi yang digunakan dalam AWG berbasis TEC dimodifikasi menjadi permukaan superhidrofobik. Permukaan superhidrophobik ini meningkatkan perpindahan panas dan pergerakan droplet untuk meninggalkan permukaan, yang mana akan meningkatkan nilai WHR. Fabrikasi permukaan superhidrophobik melibatkan proses etsa dan pelapisan polydimethylsiloxane (PDMS). Etsa akan menghasilkan permukaan kasar berbentuk struktur hierarkis saat diperiksa di bawah mikroskop dan pelapisan PDMS menggunakan metode pelapisan berputar. Permukaan superhidrofobik ini dibuat dengan mengoptimalkan parameter proses fabrikasi yakni temperatur cairan etsa, durasi etsa, dan kecepatan putaran ketika proses pelapisan. Optimasi proses fabrikasi permukaan menghasilkan permukaan yang memiliki sudut kontak (CA) mendekati 180°, serta sudut kontak histeresis (CAH) dan sudut ketika tetesan air meluncur (SA) mendekati 0°, mengakibatkan tetesan air tidak dapat menempel ke permukaan. Menurut hasil percobaan AWG berbasis TEC, permukaan superhidrofobik yang sudah dioptimalkan menghasilkan kondensat yang lebih banyak daripada penelitian sebelumnya. Superhidrofobik yang dioptimalkan, jika dibandingkan dengan hasil percobaan sebelumnya, menunjukan peningkatan WHR sebesar 4% menjadi 1129,17 g/jam dan penurunan nilai UPC sebesar 15% menjadi 15,02 Wh/m2. Mengingat penelitian sebelumnya dilakukan di ruangan dengan tingkat kelembapan lebih tinggi dari penelitian saat ini, maka dalam kondisi kelembapan yang sama dengan penelitian sebelumnya diperkirakan bahwa nilai WHR akan lebih meningkat. Pada permukaan superhidrofobik yang dioptimalkan, terjadi fenomena bulir air yang melompat dari permukaan, yang mana fenomena tersebut akan membantu meningkatkan perpindahan panas dan meningkatkan jumlah kondensat yang dapat dikumpulkan. Selain itu, percobaan AWG berbasis TEC dilakukan dengan tingkat kelembapan yang berbeda. Hasil dari percobaan menunjukan bahwa semakin rendah tingkat kelembapan ruangan maka kinerja dari permukaan superhidrofobik terlihat semakin unggul dibandingkan dengan permukaan tembaga. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan pedoman untuk meningkatkan kinerja perangkat AWG berbasis TEC dan meningkatkan hasil kondensat yang dihasilkan, terutama pada daerah yang memiliki tingkat kelembapan yang rendah. Selain itu, metode fabrikasi untuk permukaan superhidrofobik diharapkan dapat membantu para peneliti di bidang lain yang memerlukan peningkatan laju perpindahan panas dan tetesan yang dapat sangat cepat meninggalkan permukaan.