Potensi Energi Listrik dari Tanaman Gonda (Sphenoclea zeylanica) dengan Metode Plant Microbial Fuel Cell (P-MFC)

Abstract

Penggunaan energi di dunia saat ini semakin meningkat serta tidak diimbangi dengan pasokan energi yang ada, sehingga memunculkan suatu masalah krisis energi. Permasalahan yang berkaitan dengan menipisnya pasokan energi ini dialami sejumlah negara, salah satu contoh negara yang mengalami hal tersebut adalah Indonesia. Berdasarkan data terkini, Indonesia mengalami lonjakan penggunaan energi sebesar 4,6% pertahun dan akan terus bertambah tiap tahunnya. Sumber energi di Indonesia terutama energi listrik dihasilkan dari penggunaan bahan bakar fosil berupa batu bara yang diperkirakan hanya dapat bertahan selama 65 tahun apabila tidak ada sumber energi alternatif. Sehingga, perlu dilakukakan upaya untuk menghasilkan sumber energi listrik alternatif yang berkelanjutan (sustainable technology). Salah satu energi alternatif yang dapat dikembangkan yaitu Plant-Microbial Fuel Cell (P–MFC ). P–MFC ini merupakan metode dengan memanfaatkan mekanisme syntrophy (hubungan antara mikroorganisme dalam tanah dengan tanaman) untuk menghasilkan listrik. Proses P–MFC terjadi secara alami pada sekitar akar tanaman secara langsung sehingga mampu menghasilkan listrik (Strik et al., 2008). Tanaman yang digunakan dalam penelitian ini yaitu tanaman gonda (Sphenoclea zeylanica). Tujuan dari dilakukannya penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh dari penambahan pupuk organik merk Petroganik dan pupuk urea terhadap nilai power density maksimum yang dihasilkan dari Gonda–MFC ini. Penelitian ini diawali dengan preparasi substrat dan elektroda serta dilanjutkan dengan pembuatan konstruksi P–MFC. Perlakuan P–MFC ini terbagi menjadi tiga jenis yaitu tanpa penambahan pupuk, dengan penambahan pupuk organik, dan dengan penambahan pupuk urea. Perlakuan P–MFC dengan penambahan pupuk organik merk Petroganik terdiri dari variasi dengan jumlah pupuk 50,85 gram, variasi dengan jumlah pupuk 33,90 gram dan variasi dengan jumlah pupuk 16,95 gram. Sedangkan perlakuan P–MFC dengan penambahan pupuk urea terdiri dari variasi jumlah pupuk 1,09 gram, variasi jumlah 0,73 gram dan variasi dengan jumlah pupuk 0,36 gram. Langkah selanjutnya yaitu pengukuran nilai tegangan dan nilai kuat arus yang dihasilkan untuk mengetahui pengaruh penambahan jenis dan jumlah pupuk terhadap nilai power density maksimum yang diperoleh dari proses perhitungan. Pengukuran ini menggunakan dua multimeter digital secara bersamaan dengan masing-masing multimeter memiliki fungsi yang berbeda, yaitu sebagai alat ukur tegangan dan sebagai alat ukur kuat arus listrik. Pengukuran listrik dilakukan dengan metode polarisasi serta dengan variasi resistor yang digunakan yaitu 10 Ω; 20 Ω; 50 Ω; 100 Ω; 200 Ω; 500 Ω; 1 K Ω; dan 2 K Ω. Penelitian ini dilakukan setiap hari pada pukul 09.00 pagi selama rentang waktu 32 hari. Hasil pengukuran pada penelitian ini selanjutnya diolah menggunakan Microsoft Excel untuk mendapatkan nilai power density maksimum. Hasil penelitian menunjukkan bahwa profile tegangan yang dihasilkan oleh Gonda–MFC adalah fluktuatif tidak beraturan, dengan nilai tegangan maksimum yang dihasilkan oleh variasi jenis tanpa pupuk sebesar 219,7 mV, pada variasi dengan pupuk organik sebesar 289,6 mV, dan pada variasi pupuk urea sebesar 259,8 mV. Penambahan substrat berupa pupuk organik merk petroganik dan pupuk urea pada Gonda–MFC dapat meningkatkan nilai power density secara signifikan. Nilai power density maksimum dari masing-masing jenis pupuk pada konstruksi Gonda– MFC dihasilkan pada jumlah pupuk yang ideal, yaitu 33,90 gram pada pupuk organik dan 0,73 gram pada pupuk urea. Adapun nilai power density (rapat daya) maksimum dihasilkan pada hari ke–25 yaitu sebesar 8,55 mW/m2 dengan variasi penambahan pupuk organik merk petroganik sebanyak 33,90 gram.