Penggunaan Teknologi Fotosintesis Buatan sebagai Bahan Bakar Terbarukan

Apabila melihat proses fotosintesis, tumbuhan memperoleh energi dengan siklusnya sendiri dengan bantuan air, karbondioksida (CO₂), dan cahaya matahari dalam prosesnya. Selain menghasilkan energi, tumbuhan juga menghasilkan oksigen (O₂) dan juga mengurangi karbondioksida di udara. Potensi dari proses fotosintesis perlu diimplementasikan dalam teknologi saat ini, yaitu bahan bakunya mudah didapat di alam dan tidak menghasilkan limbah, tetapi justru membersihkan polusi. Implementasi tersebut menjadi ciri ketahanan energi jangka panjang terutama dalam perkembangan ekonomi dan kebutuhan lingkungan yang berkelanjutan.

Ketahanan Energi

International Energy Agency (IEA) mendefinisikan ketahanan energi sebagai ketersediaan sumber energi yang tidak terputus dengan harga yang terjangkau. Ketahanan energi terdiri atas dimensi, 1) ketahanan energi jangka panjang terutama berkaitan dengan investasi yang tepat waktu untuk memasok energi sejalan dengan perkembangan ekonomi dan kebutuhan lingkungan yang berkelanjutan, dan 2) ketahanan energi jangka pendek berfokus pada kemampuan sistem energi untuk bereaksi secara cepat terhadap perubahan mendadak dalam keseimbangan supply-demand.  

Dalam Peraturan Presiden Nomor 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional Pasal 1 Ayat 4, energi terbarukan didefinisikan sebagai sumber energi yang dihasilkan dari sumberdaya energi yang secara alamiah tidak akan habis dan dapat berkelanjutan. 

Fotosintesis Buatan

Menurut Chen (2016) dalam Youping (2022), fotosintesis buatan adalah sistem yang mereplikasi proses fotosintesis alami, yaitu proses konversi CO2, energi matahari dan H2O menjadi karbohidrat dan O2. Dengan meniru tesis fotosintesis alami, fotosintesis buatan dapat secara efektif menghasilkan listrik dan hidrogen. Reaksi fotosintesis dibagi menjadi dua setengah reaksi. Dalam fotosintesis, molekul air pertama difotooksidasi untuk melepaskan oksigen dan proton. Yang kedua adalah reaksi independen ringan yang mengubah karbon dioksida menjadi glukosa. Proton yang dihasilkan oleh pemisahan air dapat digunakan untuk menghasilkan hidrogen.

Baca juga : Food Station Gandeng IPB Garap Pengembangan Teknologi Pertanian Berkelanjutan

Fotosintesis buatan memiliki potensi untuk menjadi sumber energi masa depan. Pengembangan sistem fotosintesis buatan dapat menimbulkan pengembangan pembangkit listrik bebas polusi, pembangkit listrik fotovoltaik, pembangkit listrik tenaga surya-hidrogen, produk karbon alternatif dan sistem analisis biologis untuk penyimpanan karbon dioksida. Fotosintesis buatan dapat menjadi inovasi baru terkait pembangkit listrik tenaga surya karena selain mendapatkan sumber energi terbarukan dari matahari juga dapat menjadi penyaring polutan di udara dan penghasil oksigePerbedaan Fotosintesis Alami dan Buatan

Perkembangan Fotosintesis Buatan

Selama lebih dari satu abad, para peneliti telah berkomitmen untuk merancang dan mengembangkan sistem fotosintesis buatan. Dalam penelitian awal, sumber daya berbasis bahan bakar fosil digunakan untuk menggerakkan proses yang diperlukan dalam sistem Integrated photobioelectrochemical system (IPBES) , yaitu sistem enzim stabil pertama yang sepenuhnya digerakkan oleh energi matahari yang menandai terbentuknya solar system (pembangkit listrik tenaga surya). Beberapa cara lain yang menguntungkan juga telah dikembangkan dalam bidang IPBES, di mana katalisis elektro pada kedua elektroda digerakkan oleh cahaya telah meningkatkan efisiensi sistem yang sebelumnya dibantu oleh bahan bakar fosil.

Penelitian selanjutnya adalah fotosintesis buatan dengan bantuan mikroalga. Berbeda dengan sel tumbuhan yang memiliki bentuk dan struktur kaku pada daun, mikroalga merupakan mikroorganisme fotosintetik uniseluler yang dapat bergerak bebas di dalam air dan memiliki luas permukaan yang lebih besar untuk menerima cahaya. Oleh karena itu, efisiensi fotosintesis mikroalga berkisar antara 10 hingga 20% lebih tinggi dibandingkan dengan 1–2% tanaman terestrial.

Proses yang terjadi dalam fotosintesis mikroalga, yaitu energi cahaya diserap untuk oksidasi air menghasilkan proton dan elektron. Elektron yang diekstraksi dari air digunakan dalam reaksi fiksasi karbon bebas, lalu karbon mengalamai reduksi menjadi karbohidrathidrat. Fotosintesis terjadi dalam kloroplas yang mengandung molekul klorofil yang berfungsi sebagai penyerap cahaya dan, dalam keadaan tereksitasi, sebagai sumber elektron. Proses fotosintesis penting untuk konversi CO2 menjadi karbohidrat yang dapat dimanfaatkan untuk biofuel, bio-oil dan biodiesel dari mikroalga. Dalam dekade terakhir, banyak peneliti berfokus pada peningkatan dan optimalisasi produktivitas biomassa mikroalga untuk produksi biofuel. Studi optimasi dari hulu ke hilir seperti optimalisasi faktor pertumbuhan (yaitu cahaya, suhu dan pH) yang mempengaruhi laju pertumbuhan mikroalga dan metode ekstraksi untuk mengekstraksi senyawa biofuel dalam jumlah tertinggi dari biomassa mikroalga.

Penelitian tentang fotosintesis buatan juga telah dilakukan oleh ilmuwan Indonesia. Bersumber dari laman artikel Pusat Studi Lingkungan Hidup (Prodi Lingkungan Hidup, 2011)Universitas Gadjah Mada yang dipublikasikan pada tahun 2011, Dr. Daniel Neocra berhasil ciptakan daun buatan yang bisa memproses sinar matahari dan air menjadi energi seefisen daun asli pada ajang National Meeting of American Chemical Society. Daun artifisial ini menggunakan sinar matahari untuk memecah air menjadi hidrogen dan oksigen yang dapat dipakai untuk menciptakan listrik. Meskipun sifatnya mirip seperti daun natural, daun artifisial ini  dibuat dari silikon dan berbagai katalis yang memacu reaksi kimia untuk menghasilkan listrik. Menurut penjelasannya, hanya degan ditempatkan dalam segalon air dan diletakkan di bawah sinar matahari, daun buatan ini dapat menyediakan listrik untuk keperluan mendasar di rumah. 

Baca juga : Monash University, Traveloka Dan Universitas Di Indonesia Kembangkan Teknologi Digital MITRA 5.0

Kesimpulan 

Permasalahan akan kebutuhan energi dan pemanasan global menjadi konflik yang tidak pernah usai. Dunia memerlukan sumber energi terbarukan yang efektif, efisien, dan juga aman untuk lingkungan. Fotosintesis buatan mendapatkan energi dari alam dan memiliki siklus sendiri didalamnya untuk mengubahnya menjadi energi yang layak pakai. Fotosintesis buatan tidak menghasilkan emisi karbon, tetapi justru menyerap emisi karbon tersebut dan mengubahnya menjadi udara bersih dalam bentuk oksigen yang bersih dan aman untuk lingkungan.

Daftar Refrensi 

Agency.n.d., I. E. (2016, September 11). What is Energy Security ? Retrieved from IEA: https://www.iea.org/topics/energysecurity/whatisenergysecurity

Erna. (2016). Wujudkan Ketahan Energi Nasional Melaui Pengolahan Rumput Laut Sebagai Sumber Energi Terbarukan. Universitas Halu Oleo, Program Studi Agribisnis . Kendari: Kampus Bumi Tridarma.

Baca juga : Fadel Muhammad Minta Mahasiswa Lebih Kritis Tanggapi Kondisi Bangsa

Kehutanan, K. L. (2020, July 26). Kondisi Kualitas Udara di Beberapa Kota Besar. Retrieved from Portal Direktorat Pengendalian Pencemaran Lingkungan: https://ditppu.menlhk.go.id/portal/read/kondisi-kualitas-udara-di-beberapa-kota-besar-tahun-2019

Okezone. (2016, September 11). Waspadai Krisis Kebutuhan Energi Nasional 2025 Capai 2,41 Bbod. Retrieved from Okezone: https://economy.okezone.com/read/2015/11/25/320/1255817/waspadai-krisis-kebutuhan-energi-nasional-2025-capai-2-41-bbod

Peraturan Presiden No. 5 Tahun 2006 Tentang kebijakan Energi Nasional

Prodi Lingkungan Hidup. (2011, April 1). Daun Buatan Bisa Lakukan Fotosintesis. Retrieved from PSLH UGM: https://pslh.ugm.ac.id/daun-buatan-bisa-lakukan-fotosintesis/

Xie, Y., Khoo, K. S., Chew, K. W., Devadas, V. V., Pang, S. J., Lim, H. R., . . . Show, P. L. (2022). Advancement of renewable energy technologies via artificial and . Bioresource Technology, 01-06.

Powered by Froala Editor

Update berita dan artikel RM.ID menarik lainnya di Google News

Dapatkan juga update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari RM.id. Mari bergabung di Grup Telegram "Rakyat Merdeka News Update", caranya klik link https://t.me/officialrakyatmerdeka kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.