Kebutuhan akan air bersih yang digunakan untuk air minum semakin meningkat. Upaya untuk memenuhi tidak hanya dilakukan dengan mengolah air yang berasal dari sumber konvensional seperti air sungai, tetapi juga air asin atau payau mengingat jumlahnya yang melimpah. Untuk itu suatu teknologi lanjut diperlukan: deionisasi kapasitif.
Deionisasi kapasitif (CDI) menggunakan bahan berbasis karbon dan oksida logam telah muncul sebagai proses yang menjanjikan untuk mengubah air asin menjadi air tawar karena memiliki kelebihan di dalam opersionalnya. Di penelitian ini, mangan vanadat (MnV2O6) dikombinasikan dengan graphene oxide tereduksi 2 dimensi (MVO@rGO) yang disintesis melalui metode hidrotermal. MVO@rGO yang disintesis menyediakan kinerja elektrokimia yang sangat baik dengan kapasitansi spesifik 208 dan 201 F g−1 pada 5 mV s−1 dan 2 A−1, masing-masing. MVO@rGO menunjukkan luas permukaan spesifik tinggi 374 m2 g−1 dengan ukuran pori kontinu distribusi mulai dari 2 hingga 10 nm, yang dapat menyediakan situs dan saluran aktif yang cukup untuk transpor ion.
Impedansi rendah dari MVO@rGO juga mempercepat transpor ion dan elektron di dalam struktur berpori. Selain itu, lapisan ganda listrik dan kapasitansi faradaik berkontribusi pada kinerja elektrokimia dari MVO@rGO, menghasilkan kinerja CDI yang superior. Elektroda MVO@rGO simetris menunjukkan peningkatan kapasitas elektrosorpsi garam (SEC) sebesar 49,3 mg g−1 pada 1,4 V dalam larutan 1000 mg L−1 NaCl dan stabilitas jangka panjang yang sangat baik terhadap penghilangan garam selama 50 siklus. Plot CDI Ragone juga menunjukkan bahwa SEC adalah fungsi konsentrasi NaCl awal (100–1000 mg L−1) dan tegangan yang diberikan (0,8–1,4 V). Kinerja elektrokimia dan CDI menjadikan MVO@rGO sebagai bahan elektroda yang menjanjikan untuk air payau desalinasi dan aplikasi penyimpanan energi elektrokimia.
Kata kunci: air bersih, air asin, air payau, desalinasi, karbon
Penulis: Eko Prasetyo Kuncoro
Artikel lengkap dapat dilihat di: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/en/d1en00514f/unauth
