Solid-phase Microbial Fuel Cell Teknologi Pemanfaatan Sampah Organik Menjadi Energi Listrik

Dalam kesehariannya, sampah tidak bisa dipisahkan dari kehidupan manusia. Sampah yang merupakan suatu hal yang dianggap tidak memiliki nilai dan berdaya guna semakin lama semakin mengalami peningkatan jumlah.

Sampah sering menimbulkan dampak negatif dibandingkan memberikan manfaat. Dalam menangani dampak negatif tersebut, telah banyak dilakukan perubahan paradigma untuk mengubah sampah menjadi lebih bermanfaat oleh peneliti maupun praktisi.

Tak hanya itu, saat ini sudah banyak dikembangkan bagaimana sampah tersebut bisa dikonversikan menjadi salah satu energi alternatif mengingat semakin menipisnya cadangan energi konvensional.

Namun, metode konvensional untuk pengolahan sampah, seperti landfill, kompos dan insenerasi (proses pembakaran sampah tertutup) menjadi tidak sepenuhnya bisa diharapkan, karena batasan operasi dan menyebabkan beberapa masalah seperti bau tidak sedap, pencemaran udara (gas rumah kaca) dan pencemaran akibat lindi.

Oleh karena itu diperlukan alternatif pengolahan terhadap sampah yang tidak menimbulkan masalah lebih lanjut seperti timbulnya gas rumah kaca sekaligus memberikan manfaat lebih seperti  menghasilkan energi terbarukan dan menjadikan wacana penggunaan sampah organik sebagai sumber bahan baku energi yang melimpah.

Solid-phase Microbial fuel cell (SMFC) merupakan salah satu teknologi yang dapat menjadi solusi dalam menangani masalah diatas. SMFC adalah metode baru yang pemanfaatkan mikroba untuk mengolah sampah organik menjadi energi listrik.

Keunggulan SMFC dari teknologi lainya dalam pengolahan sampah yaitu hasil samping yang dihasilkan lebih sedikit dan dapat diolah lebih lanjut menjadi kompos.

SMFC mengadopsi konsep aki dan baterai yaitu menghasilkan en ergi listrik dari beda potensial. Beda potensial atau biasa dikenal dengan tegangan (V) adalah perbedaan jumlah elektron yang ada pada arus listrik.

Perbedaan tersebut bisa terjadi karena adanya penumpukan elektron di satu sisi sumber arus listrik, sedangkan di sisi lainnya jumlah elektronnya lebih sedikit. Gaya magnet lah yang mempengaruhi materi tersebut, dan menimbulkan beda potensial listrik atau bertegangan listrik.

Selain itu jika rangkaian tersebut disentuh oleh materi konduktor, alias materi yang dapat menghantarkan listrik, maka elektron tersebut akan mengalir melalui materi tersebut. Yang membedakannya pada SMFC, arus listrik yang berasal dari proses yang terjadi pada mikroba yang terdapat dalam SMFC tersebut. Proses inilah yang menghasilkan beda potensial.

Sebagaimana pada aki, bagian yang terdapat pada SMFC yaitu anoda, katoda dan rangkaian listrik.

Anoda (Anode)
Pada bagian anoda terdiri dari mikroba dan sampah organik. Sampah organik ini kaya dengan sumber energi, seperti glukosa dan zat oganik lainnya. Zat zat tersebut akan digunakan oleh mikroba sebagai sumber makanan untuk melakukan metabolisme. Hasil metabolisme inilah yang akan menjadi energi listrik.

Katoda (Chatode)
Katoda terdiri dari air dan oksigen. Oksigen pada katoda tersebut berfungsi untuk menetralkan sistem pada SMFC sehingga energi listrik yang dihasilkan tetap optimal.

Rangkaian Listrik 
Untuk menghubungkan kedua bagian tersebut, diperlukan adanya rangkaian listrik. Rangkaian listrik tersebut terdiri dari elektroda dan kabel listrik. Pada SMFC, elektroda berfungsi sebagai penangkap elektron pada anoda yang dialirkan ke katoda melalui kabel listrik sehingga terbentuk arus listrik pada SMFC. Elektroda dengan bahan yang baik dapat memaksimalkan energi listrik yang dihasilkan.

Pada pengaplikasiannya, ada dua cara penempatan anoda dan katoda. Yang pertama yaitu, anoda dan katoda dapat ditempatkan terpisah dan yang kedua, anoda dan katoda ditempatkan dalam satu ruang. Penempatan dalam satu ruangan biasanya dipilih, karena dapat menghemat tempat dan proses berjalan lebih cepat.

Artikel ini berlanjut ke Solid-phase Microbial Fuel Cell Teknologi Pemanfaatan Sampah Organik Menjadi Energi Listrik (2)