Sediment Microbial Fuel Cell: Potensi Perolehan Energi Listrik Terbarukan dari Mikroorganisme dengan Proses Co-Composting

Indonesia merupakan salah satu negara dengan jumlah populasi penduduk terbesar di dunia. Indonesia memiliki penduduk sebesar 270,20 juta jiwa (BPS, 2020). Keberadaan jumlah penduduk yang cukup besar dan meningkat setiap tahunnya mendorong penggunaan energi yang semakin besar pula. Penggunaan energi tersebut salah satunya adalah energi listrik.

Kebutuhan energi listrik diprediksi akan terus mengalami peningkatan sejalan dengan jumlah penduduk yang semakin bertambah. Hingga saat ini, pemerolehan sumber energi listrik konvensional masih mengandalkan bahan bakar fosil yang tidak terbarukan dan bersifat mencemari lingkungan. Keadaan tersebut mengharuskan pemerintah untuk mengambil kebijakan baru dalam penggunaan energi bersih untuk mendukung kebutuhan energi dan penggunaan energi yang ramah lingkungan. Salah satu upaya pemerintah untuk menggapai kebijakan tersebut adalah dengan mencanangkan program Net Zero Emission (NZE) yang didapatkan dari hasil Paris Climate Agreement ditahun 2015 (Aprilianto & Ariefianto, 2021).

Upaya tersebut mendorong negara-negara di dunia untuk turut serta mendukung tercapainya nol bersih emisi pada tahun 2050, yang akan dilakukan berbagai macam transisi penggunaan energi agar mengurangi emisi yang dihasilkan dari energi tidak terbarukan (Aprilianto & Ariefianto, 2021). Berbagai macam upaya tersebut dilakukan dengan mulai memperluas penggunaan energi baru terbarukan (EBT) untuk mengurangi penggunaan energi yang bersumber dari bahan bakar fosil. Energi Baru Terbarukan terus dikembangkan, hingga salah satu proses pemerolehan energi listrik melalui mobilitas mikroorganisme dikembangkan.

Microbial Fuel Cell merupakan proses pemerolehan energi listrik yang dilakukan dengan memanfaatkan mobilitas atau pergerakan dari mikroorganisme. Microbial Fuel Cell akan menjadi sumber energi listrik alternatif yang mampu dimanfaatkan dan bersifat ramah lingkuingan yang dapat dihasilkan dari materi organik (substrat) yang kemudian menjadi nutrien terhadap kehidupan bakteri yang dalam metabolismenya akan menghasilkan energi listrik. Sistem Microbial Fuel Cell  akan memiliki beberapa bagian yang terdiri atas katoda, anoda, dan media atau larutan elektrolit.

Mikroba sebagai tokoh utama akan melakukan pergerakan yang terjadi terhadap anoda dengan keadaan anaerob untuk mendekomposisi nutrien yang akan menjadi proton, elektron, dan karbondioksida. Penggunaan sistem Microbial Fuel Cell  mampu untuk dilakukan dengan penggunaan sedimen sebagai media penyalur serta tempat berkembang biak dari mikroorganisme. Pada umumnya, energi listrik yang dihasilkan dari penggunaan sistem Microbial Fuel Cell  akan bergantung terhadap metabolisme mikroorganisme dan suhu yang ada pada lingkungan sistem (Sulistiyawati et al., 2020).

Baca juga : Pasokan Energi PLN Tercukupi Tapi Bisnis Jangan Terganggu

Gambar  1. Grafik daya dalam berbagai temperatur (Sumber: Penelitian Purnama et al., 2020)

Tanah atau lumpur merupakan salah satu media yang memiliki berbagai macam kandungan organik. Tanah atau lumpur berasal dari proses yang terjadi terhadap hewan, tumbuhan, bakteri, plankton, kotoran, dan sejenisnya. Tanah atau lumpur memiliki berbagai macam kelebihan jika digunakan sebagai substrat atau media untuk penggunaan Microbial Fuel Cell, tidak hanya kandungannya yang mampu mendukung tumbuh kembang mikroorganisme, tanah atau lumpur juga termasuk dari media yang tergolong murah dan mudah untuk didapatkan. Dari beberapa penelitian, penggunaan lumpur sebagai media atau substrat untuk penggunaan Microbial Fuel Cell mampu menghasilkan energi hingga 6677 mJ dengan daya maksimal yang mampu dihasilkan adalah sebesar 0,4637 mW (Purnama et al., 2020).

Lumpur pada dasarnya mampu terbentuk dari pencampuran tanah dengan air yang menyebabkan karakteristik tanah menjadi cenderung cair. Tanah dengan kandungan organik tinggi mampu dengan mudah ditemukan pada lingkungan sekitar yang mudah dijangkau. Namun, kebutuhan akan energi yang dihasilkan dari penggunaan Microbial Fuel Cell mengharuskan adanya kebutuhan besar unsur organik terhadap lumpur. Salah satu cara untuk mendapatkan kandungan organik tinggi dalam tanah adalah dengan melakukan metode co-composting terhadap tanah. 

Metode co-composting adalah metode pembuatan kompos dengan menggunakan berbagai macam sumber sampah organik untuk mendapatkan kompos yang berkualitas tinggi. Kompos memiliki kandungan organik yang tinggi yang didukung dengan proses pembuatannya yang membutuhkan sampah organik yang mampu menjadi pendukung utama pertumbuhan mikroorganisme. Dalam beberapa penelitian, metode co-composting mampu menghasilkan kompos sekaligus mendegradasi zat pencemar didalam tanah dengan mencampurkan proses pembuatan kompos dengan tanah yang tercemar. Pada hasil percobaan yang didapatkan, penggunaan metode co-composting pada tanah tercemar mampu menghasilkan kompos dengan campuran tanah yang pada akhirnya menghasilkan pengurangan kadar penncemar di dalam tanah (Setianingsih & Titah, 2020). 

Baca juga : Pemerintah Gelar Pelatihan Energi Terbarukan Bersama Nepal Dan Madagaskar

Tanah tercemar hasil campuran kompos dalam metode co-composting  memiliki kandungan organik yang sangat tinggi. Keberadaan tanah ini mampu dikombinasikan dengan menghasilkan lumpur yang kemudian akan mendukung keberadaan substrat penghasil kehidupan terhadap mikroorganisme. Tidak hanya itu, kandungan mikroorganisme didalam tanah hasil metode co-composting mampu menjadi penggerak utama dalam menghasilkan energi listrik dengan sistem Microbial Fuel Cell.

Dengan demikian, didapatkan kesimpulan bahwa penggunaan metode co-composting  terhadap tanah tercemar mampu menghasilkan tanah dengan kualitas bahan organik yang tinggi. Tanah tersebut mampu dikelola menjadi lumpur yang berfungsi sebagai substrat pendukung kehidupan mikroorganisme dalam sistem Microbial Fuel Cell. Sehingga, kombinasi sistem tersebut diharapkan mampu mendukung capaian Net Zero Emission dengan kebutuhan akan energi listrik yang terbarukan serta mampu menghasilkan pengelolaan tanah tercemar menjadi tanah yang memiliki nilai guna tinggi.

Daftar Pustaka

Aprilianto, R. A., & Ariefianto, R. M. (2021). Peluang Dan Tantangan Menuju Net Zero Emission (NZE) Menggunakan Variable Renewable Energy (VRE) Pada Sistem Ketenagalistrikan Di Indonesia. Jurnal Paradigma, 2(2), 1–13.

Purnama, W. A., Kirom, M. R., & Qurthobi, A. (2020). Analisis Pengaruh Temperatur Dengan Substrat Lumpur Sawah Terhadap Produksi Arus Listrik Microbial Fuel Cell. e-Proceeding of Engineering, 7(1), 1172–1177.

Baca juga : Bertemu Menteri ESDM, Bamsoet Dorong Pengembangan Energi Terbarukan Untuk Kendaraan Listrik

Setianingsih, S., & Titah, H. S. (2020). Potensi Metode Co-Composting pada Bioremediasi Sampah Organik Biodegradable. Jurnal Teknik ITS, 9(2), 103–110.

Sulistiyawati, I., Rahayu, N. L., & Purwitaningrum, F. S. (2020). Produksi Biolistrik menggunakan Microbial Fuel Cell ( MFC ) Lactobacillus bulgaricus dengan Substrat Limbah Tempe dan Tahu. Biosfera?: A Scientific Journal, 37(2), 112–117. https://doi.org/10.20884/1.mib.2020.37.2.1147

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.