7/29/2019 MFCs pendahuluan

1/4

BAB I

PENDAHULUAN

Listrik menjadi kebutuhan primer dalam kehidupan manusia pada saat ini. Di negara berkembang seperti

Indonesia, listrik diperoleh dengan cara pengolahan berbagaimacam sumber daya fosil yang dimiliki.Dilakukanlah ekplorasi hasil fosil seperti minyak bumi, gas, batubara secara besar-besaran untuk

memenuhi kebutuhan konsumsinya.Kondisi ini mengakibatkan terjadinya penurunan jumlah cadanganbahan bakar khususnya minyak dan gas.Hal inilah yang memicu terjadinya kenaikan harga dan terjadinya

krisis energi, khususnya listrik di negeri ini. Pemanfaatan bakteri untuk menghasilkan energi listrik

menjadi upaya yangditempuh dan dilakukan oleh para peneliti dalam beberapa tahun ini. Sistem yang

digunakan adalah teknologi Microbial Fuel Cells (MFCs) yang merubah penyimpanan energi kimia

dalam bentuk campuran organik menjadi energi listrik yang terus menembusreaksi katalis oleh

mikroorganisme telah menghasilkan energi listrik. Bakteri bisadigunakan dalam sistem MFCs untuk

menghasilkan energi listrik sambil menyelesaikanproses penghancuran dari material organik (Du et al.,

2007).Berbagai macam cara telah diupayakan sebagai solusi mengatasi ketergantunganmanusia atas

energi yang berasal dari fosil. Energi baru terbarukan dipandang sebagaisalah satu cara untuk mengatasi

krisis energi global. Metode pengembangan energi listrik dari sumber yang dapat terbarukan tanpamenghasilkan emisi karbondioksida (CO2) dan ramah lingkungan telah ditemukan dan dikembangkan

oleh para peneliti (Du, Zhuwei, Lidan Gu, 2007).Sistem MFCs ini akan memanfaatkan hasil dari proses

metabolisme bakteri.Bakteri akan melakukan metabolisme dengan mengurai glukosa menjadi hidrogen

(H2)dan oksigen (O2). Hidrogen merupakan bahan baku yang digunakan untuk reaksi reduksidengan

oksigen, sehingga melepaskan elektron pada anoda sebagai sumber arus listrik.Apabila dibandingkan

dengan baterai yang hanya mampu mengandung material bahanbakar yang terbatas, MFCs dapat secara

kontiniu diisi molasses atau glukosa untuk diuraikan oleh bakteri menjadi bahan bakar (hidrogen).Bakteri

yang telah digunakan para peneliti dalam sistem MFCs adalah

Shewanella putrefaciens, Geobacteraceae sulferreducens, Geobacter metallireducens

dan Rhodoferax ferrireducens (Du,et al., 2007). Bakteri yang sering digunakan adalah dari genus

Geobacter. Geobactersering digunakan karena bakteri ini lebih bersifat tahan terhadaplingkungan yang

ekstrem seperti misalnya pH atau derajat keasaman yang tinggi atau basa.pH yang tinggi membuat potensial anodalebih rendah, sehingga perbedaan potensial yangtinggi akan terjadi di antara ujung-ujung elektroda.

BAB II

MICROBIAL FUEL CELL (MFC)II.1. Pengertian Microbial Fuel CellMicrobial Fuel Cell (MFC) atau sel bahan bakar hayati merupakan sistem bio-elektrokimia yang

mendorong arus dengan meniru interaksi bakteri yang ditemukan dialam. MFC berprinsip pada

pengubahan energy kimia menjadi energy listrik dengan reaksikatalitik dari microorganism. Sama halnya

seperti elektrokimia, microbial fuel cellmembutuhkan anoda dan katoda. sebagai penghantar listrik. Perbedaan MFC

dengan selelektrokimia, yaitu pada MFC beda tegangannya dihasilkan karena aktifitas hidup(metabolism)

mikroba secara anaerob yang dapat menghasilkan electron.Microba yang biasa digunakan adalah bacteri

ber-genus Geobacter.

Organismeyang digunakan dalam MFC terdahulu adalah ragi roti. Namun, dalam penelitianselanjutnya ditemukan bakteri yang berasal dari dasar teluk Finlandia. Alasan yangmenyebabkan penggunaan bakteri

adalah karena bakteri itu lebih bersifat tahan terhadaplingkungan yang ekstrem seperti misalnya pH atau

derajat keasaman yang tinggi atau basa.pH yang tinggi membuat potensial anoda lebih rendah, sehingga

perbedaan potensial yangtinggi akan terjadi di antara ujung-ujung elektroda. Bakteri yang dipakai dalam

MFC iniberada dalam keadaan konsorsium, artinya tidak dalam koloni murni yang sejenis, tetapibanyakjenisnya dan beberapa di antaranya sudah teridentifikasi sebagai Geobacter metallireducens dan

Rhodoferrax ferrireducens.

7/29/2019 MFCs pendahuluan

2/4

Gambar II.1 (a) Rhodoferrax ferrireducens(b)Geobacter metallireducens

II.2 Prinsip Kerja Microbial Fuel CellSel bahan bakar mikroba (MFC) terdiri dari kompartemen anoda dan katoda

yangsaling terpisah (dipisahkan membrane). Dalam kompartemen anoda terdapatmicroorganisme yang

dapat mengubah substrat glukosa menjadi electron dan proton.Elektron ditransfer ke katoda melalui

sebuah sirkuit listrik eksternal. Sedangkan protonditransfer ke kompartemen katoda melalui membran.Elektron dan proton dikonsumsidalam kompartemen katoda dan digabungkan dengan oksigen untuk

membentuk air.

7/29/2019 MFCs pendahuluan

3/4

Gambar II.2 Sel Elektrolisis Mikroba

Substrat yang berasal dari tumbuhan / bahan organik yang sudah difermentasimenghasilkan asam asetat

(CH3COOH). Asam asetat dikonsumsi oleh bakteri danmenghasilkan electron, proton dan CO2. CO2

lepas diudara bebas, electron dari anodamenuju power source dan menuju katoda (dihasilkan listrik > 0,2

volt), sedangkan protonmelewati ion exchange membran menuju katoda. Elektron membawa ion H+,

begutu jugaproton. Kemudian dalam katoda, electron dan proton bergabung membentuk gas hydrogen

(H2). Gas hydrogen dapat digunakan menjadi bahan bakar yang ramah lingkungan.Ketika microorganismemengkosumsi gula dalam kondisi aerob, maka akandihasilkan CO2 dan air. Namun ketika oksigen tidak

ada (anaerob), maka mikroba akanmenghasilkan CO2, proton dan electron.

C12H22O11+ 13 H2O12 CO2+ 48 H++ 48 e-

II.3 Kegunaan MFCSelain dapat menghasilkan energy listrik, MFC juga dapat menghasilkan bahanbakar H2yang berasal darielektrolisa air pada kompartemen katoda. MFC juga dapatdiaplikasikan dalam pengolahan limbah,

dengan cara menjadikan limbah tersebut sebagaisubstrat mikroba. Sehingga dapat mereduksi limbah.

BAB III

PENUTUP

7/29/2019 MFCs pendahuluan

4/4

III.1 KesimpulanMicrobial Fuel Cell merupakan aplikasi dari sel elektrolisa. Microbial Fuel Cell(MFC) menghasilkan

energy listrik dan bahan bakar yang ramah lingkungan, sehinggadapat dijadikan alternative energi masa

depan. Selain itu MFC dapat diaplikasikan dalampengolahan limbah.

III.2 Saran

Perlu adanya penelitian lebih lanjut agar dapat diaplikasikan dalam skala besar.

DAFTAR PUSTAKAFitrinaldi, 2011. Microbial Fuel Cell Sebagai Energi Alternatif Menggunakan Bakteri Escherichia Coli.

Prodi Kimia Pascasarjana Universitas Andalas. Padang

Rabaey Korneel dan Willy Verstraete, 2005. Microbial Fuel Cells: Novel BiotechnologyFor Energy

Generation.

Elsevier TRENDS in Biotechnology Vol.23 No.6 June2005 page 291298.

www.wikipedia.org/Microbial_fuel_cell.htm