Biofotovoltaik Mikroalga: Solusi untuk Memproduksi Hidrogen Ramah Lingkungan

Kasus pertambangan ilegal yang sedang hangat di Indonesia saat ini, bukan merupakan fenomena baru yang merugikan negara. Sejak tahun 2021-2022 telah terjadi penurunan luas lahan reklamasi bekas tambang (Direktorat Jenderal Mineral dan Batubara, 2022). Pertambangan merupakan kegiatan pemanfaatan sumberdaya alam yang tidak dapat diperbaharui dengan cara melakukan penggalian pada permukaan bumi, di bawah permukaan bumi ataupun di bawah permukaan air. Contoh sumber daya dari hasil pertambangan yaitu besi, nikel, emas, timah, batu bara, dan lain-lain. Indonesia termasuk negara produsen dan eksportir bahan tambang terbesar di dunia. Sumberdaya hasil pertambangan merupakan bahan dasar untuk membuat berbagai benda yang digunakan manusia dalam kehidupan sehari-hari. Bahkan komponen penyusun barang elektronik terbuat dari bahan dasar hasil tambang seperti timah, timbal, merkuri, arsen, dan lain-lain. 

Indonesia menjadi negara penghasil limbah elektronik tertinggi di Asia Tenggara pada tahun 2019 (The Global E-Waste Monitor, 2020).  Indonesia telah menetapkan berbagai regulasi yang mengatur kegiatan pengolahan limbah elektronik. Salah satu kebijakan yang Indonesia terapkan adalah EPR (Extended Producer Responsibility). EPR merupakan kebijakan yang mendorong produsen suatu produk untuk mempertimbangkan aspek lingkungan dengan cara bertanggung jawab terhadap keseluruhan daur hidup komponen-komponen penyusun produk tersebut, terutama terkait proses pengambilannya, daur ulang dan pembuangan akhir produk (Kemenperin, 2019). Di era digital saat ini, masyarakat sangat bergantung dengan produk elektronik seperti handphone, laptop, TV, dan produk elektronik lainnya. 

Industri otomotif juga telah menciptakan inovasi produk elektronik yang saat ini banyak digunakan masyarakat yaitu sepeda listrik dan mobil listrik. Kendaraan berbahan bakar listrik bertujuan untuk mengganti kendaraan berbahan bakar bensin yang berasal dari sumberdaya tidak terbaharukan. Dengan adanya kendaraan berbahan bakar listrik, produksi bahan bakar bensin yang berasal dari minyak bumi dapat berkurang dan tidak mencemari lingkungan dari karbon yang dihasilkan. Namun, semakin banyaknya penggunaan sepeda listrik dan mobil listrik maka kebutuhan akan sumber energi listrik semakin meningkat. Sumber energi listrik juga tidak sepenuhnya ramah lingkungan karena untuk menghasilkan energi listrik dibutuhkan batu bara sebagai bahan bahan bakar untuk menggerakkan generator pada PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap). Oleh karena itu, dibutuhkan inovasi sumber energi lain yang lebih ramah lingkungan. 

Baca juga : Erick: Program Gagasan Eco Untuk Insan BUMN Lebih Peduli Lingkungan

Salah satu sumber energi yang ramah lingkungan adalah hidrogen. Hidrogen merupakan unsur yang paling berlimpah di bumi dan dapat diperoleh dari sumberdaya terbaharukan. Hidrogren menjadi bahan bakar yang lebih ramah lingkungan karena tidak menghasilkan emisi karbon. Namun, proses produksi hidrogen dinilai masih belum sepenuhnya efektif dan ramah lingkungan. Saat ini negara-negara di dunia berupaya untuk memproduksi hidrogen dengan cara yang ramah lingkungan. Sebanyak 95% hidrogen yang diperjual belikan di pasaran berasal dari ekstraksi gas alam.

Hidrogen juga dapat diproduksi dari proses gasifikasi, dimana proses ini menggunakan batubara yang direaksikan dengan oksigen dan uap untuk menghasilkan sintesis gas yang dipisahkan melalui proses separasi hingga menjadi hidrogen. Produksi hidrogen yang ramah lingkungan dapat dihasilkan melalui proses biologis mikroba, seperti bakteri dan mikroalga. Namun, proses tersebut masih dalam tahap penelitian dan perkembangan (Kementerian ESDM, 2021). Dibutuhkan inovasi untuk mengembangkan proses produksi hidrogen yang ramah lingkungan sehingga dapat menjadi solusi yang efektif dan efisien untuk menghasilkan hidrogen.

Inovasi yang dapat dikembangkan untuk memproduksi hidrogen yang ramah lingkungan adalah “Biofotovoltaik Mikrolaga”. Inovasi ini merupakan sebuah perangkat yang memanfaatkan sinar matahari untuk mendorong terjadinya fotosinstesis pada mikroalga, sehingga terjadi proses elektrolisis yang dapat menghasilkan hidrogen. Perangkat ini memiliki tiga bagian utama yaitu, ruang pertama berisi mikroalga hasil kultur dan dilengkapi dengan elektroda anoda, ruang kedua berisi air tawar yang dilengkapi dengan elektroda katoda, dan bagian ketiga adalah jembatan garam ZnSO4 yang akan menyalurkan hasil fotosintesis dari ruang pertama ke ruang kedua. Sistem kerja dari perangkat ini diawali dengan cahaya matahari yang ditangkap mikroalga untuk melakukan fotosintesis. Hasil fotosintesis yang telah terurai ditangkap oleh elektroda anoda, lalu dialirkan melalui jembatan garam menuju elektroda katoda pada ruang kedua. Elektron yang dihasilkan dari proses ini dapat disimpan dan digunakan sebagai sumber energi listrik. 

Baca juga : APP Group Berdayakan Ibu-Ibu Produksi Kantong Kertas Ramah Lingkungan

Gambar: perangkat biofotovoltaik mikroalga penghasil hidrogen. Sumber: https://docplayer.info/138742050-Produksi-gas-hidrogen-menggunakan-biofotovoltaik-mikroalga-sagina-mantari.html#google_vignette

Gambar perangkat biofotovoltaik mikroalga diatas merupakan hasil penelitian Sagina Mantari (2018) dalam skripsinya yang berjudul “Produksi Gas Hidrogen Menggunakan Biofotovoltaik Mikroalga”. Perangkat biofotovoltaik tersebut juga menggunakan power supply untuk memberi tekanan terhadap hidrogen sehingga dapat masuk kedalam wadah pennyimpanannya. Pengunaan power supply membutuhkan energi listrik tambahan yang didapatkan dari sumber listrik pada umumnya. Oleh karena itu, inovasi yang perlu ditambahkan pada perangkat biofotovoltaik mikroalga ini adalah sistem penyaluran elektron hasil fotosintesis menjadi energi yang dibutuhkan power supply.

Elektron hasil fotosintesis akan digunakan sebagai energi untuk memberikan tekanan pada ruang kedua, sehingga hidrogen yang dihasilkan dapat masuk ke dalam wadah penyimpanannya. Penambahan sistem ini membuat biofotovoltaik mikroalga menjadi perangkat yang sepenuhnya ramah lingkungan karena mulai dari input, proses, hingga output yang dihasilkan bebas emisi karbon. Produksi hidrogen menggunakan biofotovoltaik mikroalga ini berpotensi dikembangkan menjadi sebuah teknologi yang berkapasitas besar. Dimana lokasi produksinya dapat dilakukan di sekitar perairan waduk atau danau sehingga mikroalga yang dibutuhkan lebih mudah didapatkan.

Inovasi ini dapat menjadi solusi proses produksi yang tepat untuk menjadikan hidrogen sumber energi masa depan yang ramah lingkungan. Inovasi biofotovoltaik mikroalga berpotensi dikembangkan di Indonesia karena Indonesia merupakan negara tropis dan memiliki perairan yang luas. Pengembangan inovasi ini dapat mengurangi kebutuhan akan sumberdaya tambang sehingga sumberdaya alam di Indonesia tetap berkelanjutan. Selain itu, upaya kemandirian dan ketahanan energi di Indonesia dapat terwujud.

Baca juga : Transisi Energi Melalui Koperasi Hijau Peluang Serap Pekerjaan Ramah Lingkungan

Pustaka:

Mantari, Sagina. (2018). Produksi Gas Hidrogen Menggunakan Biofotovoltaik Mikroalga. (Skripsi Sarjana, IPB University).

Beauty Keren
Mahasiswi IPB University

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.