Ilmuwan berhasil membuat sel bahan bakar mikroba menggunakan elektroda kertas!

Konsep membuat sebuah sel bahan bakar berbahan dasar mikroba (microbial fuel cell) sudah ada sejak lebih dari seabad yang lalu. Namun untuk membuat konsep tersebut menjadi nyata diperlukan proses yg cukup lama hingga saat ini. Microbial fuel cell (MFC) menjadi konsep yang cukup menjanjikan di tengah-tengah isu keterbatasan energi tambang saat ini. Penelitiannya pun dituntut untuk menghasilkan sebuah konsep yang sangat efisien dan murah.

Para ilmuwan dari University of Rochester, New York, Amerika Serikat kali ini berhasil membangun sebuah konsep MFC menggunakan bakteri yang lazim ditemukan di limbah air buangan. Adalah Kara Bren, seorang profesor kimia beserta Peter Lamberg yang seorang peneliti doktoral, berhasil mengembangkan sebuah MFC dengan menggunakan komponen elektroda dari limbah umum di masyarakat: kertas.

Hingga kini hampir semua elektroda air limbah menggunakan material logam (yang tentu semakin lama terkorosi) atau karbon. Sekalipun elektroda karbon jauh lebih murah, tetapi ia sangat mudah keropos dan menimbulkan kebuntuan saluran. Atas alasan itulah para ilmuwan terkait menawarkan sebuah solusi dengan mengganti elektroda karbon dengan kertas berlapis pasta karbon, yang dibuat secara sederhana dari campuran grafit dengan minyak mineral. Elektroda kertas-pasta karbon ini tidak hanya efisien dalam hal harga dan kemudahan pembuatan, namun juga mampu lebih baik dari elektroda karbon.


“Elektroda kerta memiliki lebih dari dua kali kepadatan arus listrik ketimbang model elektroda sebelumnya,” demikian Bren menjelaskan.

Pasta karbon menjadi komponen utama untuk mengikat elektron yang dihasilkan oleh bakteri. Bakteri yang digunakan pada konsep MFC ini adalah Shewanella oneidensis MR-1, yang mengkonsumsi racun ion logam pada air limbah buangan dan membuang elektronnya. Elektron yang dihasilkan tersebut nantinya akan diikat oleh lapisan karbon pada elektroda positif (anoda). Dari sini, elektron akan mengalir ke katoda platinum untuk memenuhi kebutuhan reaksi elektrokimianya.

Untuk membuat elektrodanya, Bren dan Lamberg membangun semacam roti lapis berisikan kertas, pasta karbon, polimer konduktor, serta lapisan bakterial. Lapisan elektroda yang relatif mudah dibuat ini secara mengejutkan mampu menghasilkan 2,24 A/m2, jauh lebih baik dibandingkan dengan elektroda konvensional karbon yang hanya menghasilkan 0,94 A/m2.

“Kami menghadirkan elektroda yang sederhana, murah, dan lebih efisien,” ungkap Lamberg. “Sebagai hasilnya, ini akan memudahkan modifikasi untuk kepentingan penelitian lebih lanjut serta pengaplikasiannya di masa depan.”

Credit: Science Daily, Jurnal ACS

Post Author: Onny

"Science is the highest Art in the universe."

Leave a Reply