Surabaya, 22 Juli 2026 | Draft Rakyat Newsroom – Pengolahan air bersih ramah lingkungan telah menjadi kebutuhan dalam menciptakan kehidupan berkelanjutan untuk masa depan. Mendukung hal tersebut, Guru Besar ke-250 Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Prof Dr Eng Kusdianto ST MSc Eng hadirkan solusi teknologi dari sintesa komposit material untuk pengurai limbah cair.
Guru Besar dari Departemen Teknik Kimia ITS tersebut mengungkapkan bahwa kondisi perairan nasional mengalami banyak kerugian ekologis akibat pencemaran. Di sisi lain, akumulasi polutan organik kompleks dari buangan domestik dan industri menyebabkan penurunan kualitas lingkungan. “Pengolahan yang tidak optimal menyebabkan akumulasi zat beracun di perairan tidak dapat didegradasi dengan baik,” jelasnya.
Alumnus S1 Teknik Kimia ITS ini melihat proses pengolahan konvensional limbah cair mengakibatkan tidak semua polutan organik terdegradasi. Oleh karena itu, diperlukan metode alternatif melalui prinsip fotokatalis yang memanfaatkan reaksi antara material semikonduktor dan bantuan energi cahaya untuk menghasilkan spesies oksidatif pengurai polutan organik.
Penerapan fotokatalis dengan material semikonduktor seperti ZnO atau TiO2 terbatas oleh laju electron-hole recombination yang terlalu cepat, sehingga menurunkan laju degradasinya. Menurut Kusdianto, solusi mengatasi hal tersebut umumnya menggabungkan ZnO dengan logam mulia seperti perak (Ag) yang bersifat sebagai electron-acceptor untuk mencegah rekombinasi. Di sisi lain, sintesis ZnO/TiO2-Ag menggunakan metode liquid-phase memerlukan tahapan proses panjang dan pemanasan lanjutan, meski bisa dilakukan pada tekanan atmosfer dan temperatur ruangan.
Berangkat dari keterbatasan tersebut, lelaki kelahiran Mojokerto, 29 Desember 1976 ini mengambil terobosan pada tahap pembuatan materialnya, yakni menerapkan metode teknik aerosol berupa flame spray pyrolysis dan spray pyrolysis. Metode konversi termal ini mengubah droplet cairan bahan baku menjadi partikel padat skala nano hanya dalam satu tahapan proses konversi singkat. “Kelebihannya terletak pada fleksibilitasnya, kita dapat mengontrol temperatur reaktor serta mengatur bentuk morfologi partikel material selama proses berjalan,” terangnya.
Menariknya, bahan baku utama yang dipilih dalam proses sintesa ini adalah seng oksida (ZnO) karena perannya yang kuat sebagai semikonduktor dengan celah pita energi yang sesuai. Seng oksida tersedia melimpah dan dapat disintesis secara ramah lingkungan dengan memanfaatkan ekstrak tumbuhan seperti pohon jati. Proses green synthesis ini memanfaatkan senyawa fenolik alami dari biomassa sebagai agen reduktor sekaligus penstabil.
Selain ramah lingkungan, material hasil sintesis ini memiliki fungsi ganda. Ketika seng oksida dikombinasikan dengan perak (Ag) pada kadar optimal sebesar 5 persen, maka akan didapatkan degradasi terbaik. Selain itu, komposit ini tidak hanya untuk mendegradasi limbah saja, sekaligus untuk membunuh bakteri. “Secara umum, spesies oksidatif aktif yang dihasilkan akan langsung bekerja merusak dinding sel bakteri, sehingga sitoplasma bocor dan kuman mati,” urainya.
Melalui rekayasa fotokatalitik material tersebut, zat pencemar organik kompleks terdegradasi secara cepat menjadi air (H2O) dan karbon dioksida (CO2). “Proses pengolahan limbah tidak memerlukan tambahan pelarut kimia berbahaya juga tidak menghasilkan limbah dalam prosesnya,” imbuhnya.
Lebih jauh lagi, reaksi termal ini juga dikembangkan Kusdianto sebagai filter adsorber gas pada sektor ketenagalistrikan nasional. Filter berstruktur matriks tersebut dirancang khusus menangkap emisi gas beracun berupa amonia (NH3) dan hidrogen sulfida (H2S) dari sisa operasional pembangkit listrik. “Sistem ini menggunakan teknik fisisorpsi dan kemisorpsi untuk memastikan pembuangan udara dan air memenuhi baku mutu lingkungan,” paparnya.
Keandalan performa material komposit ini kian teruji saat diaplikasikan langsung menggunakan paparan sinar matahari di lapangan. Kusdianto meyakini riset ini karena efisiensi degradasi polutan terbukti mampu mencapai 100 persen. Keberhasilan uji tersebut mendorongnya segera merealisasikan hilirisasi untuk menangani limbah amonia Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) serta mengurai zat warna campuran pada industri tekstil berskala besar.
Selain mengembangkan riset di ITS, Kusdianto juga menjalin kolaborasi penelitian dengan Prof Manabu Shimada dari Hiroshima University, Jepang yang dilaksanakan secara intensif untuk menyukseskan program ITS menuju World Class University. Kolaborasi tersebut berfokus pada fabrikasi komposit TiO2-Ag melalui sintesis one-step process yang mengombinasikan plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) dan Physical Vapor Deposition (PVD). Terkait pengembangan riset masa depan, Kusdianto menekankan pentingnya kolaborasi kuat lintas disiplin ilmu, seperti teknik kimia, teknik lingkungan, dan teknik elektro. Sinergi ini diharapkan mampu melahirkan teknologi tepat guna bagi umat manusia. Dedikasi tersebut sekaligus menjadi kontribusi nyata Kusdianto dalam mendukung Sustainable Development Goals (SDGs) poin ke-6 mengenai Air Bersih dan Sanitasi Layak, serta poin ke-12 tentang Konsumsi dan Produksi yang Bertanggung Jawab.(naf)