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
.