Tugas TBB MFC

8/3/2019 Tugas TBB MFC

1/8

BAB I

PENDAHULUAN

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

negara berkembang seperti Indonesia, listrik diperoleh dengan cara pengolahan berbagai

macam 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 cadangan bahan 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 yang

ditempuh 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 menembus

reaksi katalis oleh mikroorganisme telah menghasilkan energi listrik. Bakteri bisa

digunakan dalam sistem MFCs untuk menghasilkan energi listrik sambil menyelesaikan

proses penghancuran dari material organik (Du et al., 2007).

Berbagai macam cara telah diupayakan sebagai solusi mengatasi ketergantungan

manusia atas energi yang berasal dari fosil. Energi baru terbarukan dipandang sebagai

salah satu cara untuk mengatasi krisis energi global. Metode pengembangan energi listrik

dari sumber yang dapat terbarukan tanpa menghasilkan emisi karbondioksida (CO2) dan

ramah lingkungan telah ditemukan dan dikembangkan oleh para peneliti (Du, Zhuwei, Li

dan 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 reduksi

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

Apabila dibandingkan dengan baterai yang hanya mampu mengandung material bahan

bakar 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 danRhodoferax

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


2/8

Geobacter. Geobacter sering digunakan karena bakteri ini lebih bersifat tahan terhadap

lingkungan yang ekstrem seperti misalnya pH atau derajat keasaman yang tinggi atau basa.

pH yang tinggi membuat potensial anoda lebih rendah, sehingga perbedaan potensial yang

tinggi akan terjadi di antara ujung-ujung elektroda.


3/8

BAB II

MICROBIAL FUEL CELL (MFC)

II.1. Pengertian Microbial Fuel Cell

Microbial Fuel Cell (MFC) atau sel bahan bakar hayati merupakan sistem bio-

elektrokimia yang mendorong arus dengan meniru interaksi bakteri yang ditemukan di

alam. MFC berprinsip pada pengubahan energy kimia menjadi energy listrik dengan reaksi

katalitik dari microorganism. Sama halnya seperti elektrokimia, microbial fuel cell

membutuhkan anoda dan katoda. sebagai penghantar listrik. Perbedaan MFC dengan sel

elektrokimia, 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. Organisme

yang digunakan dalam MFC terdahulu adalah ragi roti. Namun, dalam penelitian

selanjutnya ditemukan bakteri yang berasal dari dasar teluk Finlandia. Alasan yang

menyebabkan penggunaan bakteri adalah karena bakteri itu lebih bersifat tahan terhadap

lingkungan yang ekstrem seperti misalnya pH atau derajat keasaman yang tinggi atau basa.

pH yang tinggi membuat potensial anoda lebih rendah, sehingga perbedaan potensial yang

tinggi akan terjadi di antara ujung-ujung elektroda. Bakteri yang dipakai dalam MFC iniberada dalam keadaan konsorsium, artinya tidak dalam koloni murni yang sejenis, tetapi

banyak jenisnya dan beberapa di antaranya sudah teridentifikasi sebagai Geobacter

metallireducens danRhodoferrax ferrireducens.

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


4/8

II.2 Prinsip Kerja Microbial Fuel Cell

Sel bahan bakar mikroba (MFC) terdiri dari kompartemen anoda dan katoda yang

saling terpisah (dipisahkan membrane). Dalam kompartemen anoda terdapat

microorganisme yang dapat mengubah substrat glukosa menjadi electron dan proton.

Elektron ditransfer ke katoda melalui sebuah sirkuit listrik eksternal. Sedangkan proton

ditransfer ke kompartemen katoda melalui membran. Elektron dan proton dikonsumsi

dalam kompartemen katoda dan digabungkan dengan oksigen untuk membentuk air.

Gambar II.2 Sel Elektrolisis Mikroba

Substrat yang berasal dari tumbuhan / bahan organik yang sudah difermentasi

menghasilkan asam asetat (CH3COOH). Asam asetat dikonsumsi oleh bakteri dan

menghasilkan electron, proton dan CO2. CO2 lepas diudara bebas, electron dari anoda

menuju power source dan menuju katoda (dihasilkan listrik > 0,2 volt), sedangkan proton

melewati ion exchange membran menuju katoda. Elektron membawa ion H+, begutu juga

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

(H2). Gas hydrogen dapat digunakan menjadi bahan bakar yang ramah lingkungan.

Ketika microorganisme mengkosumsi gula dalam kondisi aerob, maka akan

dihasilkan CO2 dan air. Namun ketika oksigen tidak ada (anaerob), maka mikroba akan

menghasilkan CO2, proton dan electron.

C12H22O11 + 13 H2O

12 CO2 + 48 H

+

+ 48 e

-


5/8

II.3 Kegunaan MFC

Selain dapat menghasilkan energy listrik, MFC juga dapat menghasilkan bahan

bakar H2 yang berasal dari elektrolisa air pada kompartemen katoda. MFC juga dapat

diaplikasikan dalam pengolahan limbah, dengan cara menjadikan limbah tersebut sebagai

substrat mikroba. Sehingga dapat mereduksi limbah.


6/8

BAB III

PENUTUP

III.1 Kesimpulan

Microbial Fuel Cell merupakan aplikasi dari sel elektrolisa. Microbial Fuel Cell

(MFC) menghasilkan energy listrik dan bahan bakar yang ramah lingkungan, sehingga

dapat dijadikan alternative energi masa depan. Selain itu MFC dapat diaplikasikan dalam

pengolahan limbah.

III.2 Saran

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


7/8

DAFTAR PUSTAKA

Fitrinaldi, 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 Biotechnology

For Energy Generation.Elsevier TRENDS in Biotechnology Vol.23 No.6 June

2005 page 291 298.

www.wikipedia.org/Microbial_fuel_cell.htm


8/8

Tugas Teknologi Biomassa dan Biofuel

Microbial Fuel Cell (MFC)

Oleh :

1. Affian Widjanarko L2C0080022. Ardian Dwi Yudhistira L2C0080133. Didik Haryadi L2C008030

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2011

Tugas TBB MFC

Documents

Transcript of Tugas TBB MFC