Eksplorasi Energi Listrik Berbasis Microbial Fuel Cell (MFC) dengan Limbah Kulit Buah Jeruk Lokal Kabupaten Jember

Abstract

Energi memiliki peranan penting dalam dunia sosial, ekonomi dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan. Penggunaan energi di Indonesia sangat berkembang pesat dengan seiringnya pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Hal ini berakibat adanya ketidakseimbangan suplai energi listrik dan tentunya masalah ini tidak dapat dihindari. Selain pemanfaatan sumber daya energi primer juga harus memperhitungkan energi terbarukan yang ramah lingkungan seperti geothermal, energi surya, angin dan air. Salah satu sumber energi alternatif yang ramah lingkungan adalah Microbial Fuel Cell (MFC) yang merupakan rangkaian peralatan menggunakan bakteri sebagai katalis dalam proses metabolisme untuk mengoksidasi senyawa-senyawa organik dan anorganik agar dapat menghasilkan arus listrik. Sedimen penelitian ini menggunakan lumpur aktif yang terdapat di dasar lahan tanaman padi karena mempunyai banyak mikroorganisme pada pengendapan rhizo yang cocok sebagai tempat tumbuh dan berkembangnya bakteri. Sedangkan media buatan yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan bakteri dalam menghasilkan energi listrik adalah bakteri yang berasal dari limbah kulit buah jeruk. Pemanfaatan limbah kulit buah jeruk sebagai media substrat yang dilakukan dengan sistem Microbial Fuel Cell (MFC) merupakan salah satu metode pengolahan bakteri limbah yang berhasil, murah dan mudah digunakan sebagai energi alternatif dalam menghasilkan listrik. Penelitian ini menggunakan variasi konsentrasi substrat dan waktu inkubasi bakteri untuk mengidentifikasi nilai power density optimum sistem Microbial Fuel Cell (MFC). Prosedur penelitian yang dilakukan adalah menyiapkan alat Dual Chamber Microbial Fuel Cell dengan menggunakan PEM yang terbuat dari keramik. Kemudian dilakukan preparasi substrat limbah kulit buah jeruk sebanyak 200 ml serta sedimen lumpur sawah sebanyak 100 g dan menyiapkan 21 chamber yang terdiri dari 7 sampel dengan pengulangan sebanyak 3 kali. Untuk variasi konsentrasi substrat ditandai dengan label K yaitu kontrol tanpa penambahan substrat, P2 yaitu pengenceran substrat sebanyak 2 kali, P4 yaitu pengenceran substrat sebanyak 4 kali, P6 yaitu pengenceran substrat sebanyak 6 kali, P8 yaitu pengenceran substrat sebanyak 8 kali dan P10 yaitu pengenceran substrat sebanyak 10 kali. Tahap selanjutnya yaitu percobaan Dual Chamber Microbial Fuel Cell. Pada tahap ini dilakukan beberapa pengukuran yaitu pengukuran pH, tegangan dan arus listrik. Masing-masing pengukuran dilakukan setiap hari selama 14 hari dengan menggunakan metode polarisasi menggunakan dua buah multimeter digital. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem Microbial Fuel Cell (MFC) dengan variasi konsentrasi substrat yang berbeda-beda dan masa inkubasi bakteri mempengaruhi power density. Bakteri pada sistem Microbial Fuel Cell mulai bekerja menghasilkan daya listrik pada hari ke-6 sampai dengan hari ke-8 dan semakin besar konsentrasi pada substrat maka semakin tinggi nilai power density yang dihasilkan. Hal ini dibuktikan dengan konsentrasi substrat sebesar 3202 ppm dengan label P0 menghasilkan power density optimum yang diperoleh sebesar 910 mW/m2 .