Review : Pemanfaatan bakteri E.coli yang diisolasi dari
Feses Itik untuk Menghasilkan Listrik dengan
Teknologi Mikroba Fuel Cells
Rieska Amilia
Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya
085271876396, rieskamilia@gmail.com
Abstrak
Artikel ini merupakan tinjauan ulang meneganai Pemanfaatan bakteri E.coli yang diisolasi dari Feses Itik untuk Menghasilkan Listrik dengan Teknologi Mikroba Fuel Cells. Yang menghasilkan voltase sebesar 889mV efisiensi 81,1% pada suhu 37°C. Elektroda yang digunakan adalah seng pada katoda dan tembaga pada anoda. Efisiensi dipengaruhi oleh suhu dan kekuatan bakteri tersebut terhadap suhu. Karena untuk mendapatkan voltase, maka mikroba tersebut harus mengalami pergerakan(aktif) dalam melakukan metabolisme.
Kata kunci: microbial fuel cells, efisiensi mikroba fuel cells.
Abstract
This article is a review meneganai Utilization of E. coli isolated from the feces Ducks to Generate Electricity by Technology Microbial Fuel Cells. Which generates a voltage of 889mV efficiency of 81.1% at 37 ° C. The electrodes used are zinc and copper cathode to anode. Efficiency is affected by the temperature and the strength of the bacteria to temperature. Because to get voltage, then the microbes must have movement (active) in the metabolism.
Keywords: microbial fuel cells, the efficiency of microbial fuel cells.
PENDAHULUAN 1. Pendahuluan
Listrik menjadi kebutuhan primer dalam kehidupan manusia pada saat ini. Di Negara
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.
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 lingkungan telah ditemukan dan dikembangkan oleh para peneliti (Du, Zhuwei, Li dan Gu, 2007).
Pemanfaatan bakteri untuk menghasilkan energi listrik menjadi upaya yang ditempuh dan dilakukan oleh para peneliti dalam beberapa energi listrik yang terus menembus reaksi katalis oleh mikroorganisme telah menghasilkan energi listrik. Bakteri bisa digunakan dalam system MFCs untuk menghasilkan energi listrik sambil menyelesaikan proses penghancuran dari material organik (Du et al., 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).
2. Sistem Microbial Fuel Cells Microbial fuel cells atau (MFC) menggunakan bakteri untuk merubah (energi kimia) material organic menjadi energi listrik, maka fuel cell ini dibuat dengan organik yang dikonsumsinya ditempatkan. Pada anode, bahan bakar dioksidasi oleh mikroorganisme, sebagai bagian dari proses digestive maka bakteri akan menghasilkan ion positif (H+) dan electron (e-). Hal ini juga diketahui sebagai proses oksidasi. Elektron akan ditarik keluar dari larutan atau ditransfer menuju elektrode di anode.
Fungsi membran diyakini sangat diperlukan dalam operasi dari MFC. Dimana membran berfungsi sebagai elektrolit yang memainkan peran sebagai insulator electronic yang memungkinkan hanya ion positif yang dapat melaluinya.
Prinsip kerja MFC adalah memanfaatkan mikroba yang melakukan metabolisme terhadap medium di anoda yang mengkatalisis pengubahan materi organik menjdai listrik dengan mentrasnfer elektron dari anoda melalui kabel, menghasilkan arus ke katoda. Transfer elektron memiliki elektron bebas.
Salah satu faktor operasional pada sistem MFC adalah temperatur. Kinetika bakteri transfer massa
proton melalui elektrolit dan laju reaksi oksigen pada katoda menentukan perfora MFC dan semua tergantung kepada temperatur. Biasanya, konstanta reaksi biokimia mengganda setiap kenaikan temperatur 10°C sampai tercapai temperatur optimal. Sebagian besar studi MFC dilakukan pada temperatur 28-35°C(Liu, 2008).
Mikroba Karakter Kondisi Penyiapan Hasil Refrensi
4,06; T= 25°C
Dari limbah
sawit
-DO akhir (mg/L)= 2,8; pH= 7; T= 25°C
-V-max= 575mV η =72,3%
Berlian, 2010.
Dari limbah
rumen sapi
-DO akhir (mg/L)= 1,9; pH= 7,02; T= 25°C
-V-max= 810mV η =73,9%
Berlian, 2010.
Dari limbah cucian air
beras
-t=60jam; T=25°C
-η =21,3%
V-max=234m V
Berlian, 2010.
Cellulomonas
sp. T= 32°C -η =62,9%V= 689mV Laili,2013
Cellvibrio sp. T= 30°C -η = 63,6%
V= 697mV Laili,2013
Sedimen T= 25°C η =21,9%
V= 240mV Riyanto,dkk. 2011.
ANAISIS DAN PEMBAHASAN Dari data yang didapat, bakteri E. Coli pada feses itik pada suhu 37°C menghasilkan efisiensi yang paling tinggi yaitu 81,1% dan mempunyai tegangan 889mV pada suhu 37°C. Bakteri yang didapatkan dari limbah rumen sapi menghasilkan efisiensi sebesar 73,9% dan mempunyai tegangan 810mV pada suhu 25°C. Bakteri yang didapatkan dari limbah kelapa sawit menghasilkan efisiensi sebesar 72,3% dan mempunyai tegangan 575mV pada suhu 25°C. Bakteri Pseudomonas sp. menghasilkan efisiensi sebesar 68,4% dan mempunyai tegangan 750mV pada suhu 31°C. Bakteri Cellvibrio sp. menghasilkan efisiensi sebesar
pada suhu 25°C. Bakteri yang ada pada limbah cucian air beras menghasilkan efisensi sebesar 21,3% dan mempunyai tegangan 234mV pada suhu 25°C.
Jenis bakteri menentukan efisiensi yang akan dihasilkan. Ada beberapa bakteri yang dapat bekerja pada suhu rendah adapula bakteri yang dapat bekerja pada suhu tinggi. Dalam
percobaan diatas, suhu
menentukan efisiensi. Dilihat, semakin tinggi suhu semakin rendah tegangan maka semakin rendah efisiensi. Karena efisiensi yang dihasilkan dipengaruhi oelh mikroba dan memanfaatkan nutrisi yang terkandung di dalam substrat. Menurut Sidharta* semakin aktif suatu mikroba dalam melakukan metabolisme maka makin banyak pula elektron bebas yang dihasilkan. Aliran
elektron inilah yang
menyebabkan beda potensial antara kedua kutub (anoda dan katoda) yang dapat dideteksi oleh avometer.
KESIMPULAN
Efisiensi yang paling sempurna terdapat pada bakteri E.coli yang diisolasi dari Feses Itik. Efisiensi dipengaruhi oleh suhu dan kekuatan bakteri tersebut terhadap suhu. Karena untuk mendapatkan voltase, maka mikroba tersebut harus mengalami pergerakan(aktif) dalam melakukan metabolisme.
DAFTAR PUSTAKA
Berlian, Sitorus. 2010. Diversifikasi sumber energi
terbarukan melalui
penggunaan air buangan
dalam sel elektrokimia berbasis mikroba. Journal ELKHA Vol. 2 No.1. Pontianak: Jurursan Kimia Fakultas MIPA Universitas Tanjungpura.
Cbasi, Livinus A., Opara, Charles C., Oji, Akuma. 2012. Performance of Cassava Starch as a Proton Exchange Membrane in a Dual Chambered Microbial Fuel Cell. International Journal of Engineering Science and
Technology Journal
vol.4,No.1. Nigeria:
Department of Chemical Engineering University of Port Hartcourt.
Meditiator-Less Microbial Fuel Cells J.Microbial Biotechnol, 16(2). 163-177 Du, Zhuwei, H. Li, and T.
Gu.2007. A State Of The Art Review on Microbial Fuel Cell; A Promising Technology for Wastewater Treatment and Bioenergy. Journal Biotechnology Advances 25. 464-482.
Fitrinaldi. 2011. “MICROBIAL
FUEL CELL SEBAGAI
ENERGI ALTERNATIF
MENGGUNAKAN BAKTERI Escherichia coli”. Padang:
Program Studi Kimia
Appl. Microbial Biotechnol, vol. 76, pp.485-494
Kurniawan, Laili., Sanjaya, I
Gusti Made. 2013.
PENGARUH JENIS BAKTERI
SELULOTIK TERHADAP
EFISIENS SEL BAKAR
MIKROBA. Journal of
lldlfldfldfchemistry vol.2,no.2. Surabaya: Department of
Chemistry Faculty of
Mathematics and Natural Sciences State University of Surabaya
Liu, H. 2008. Microbial Fuel Cells: Novel Anaerobic Biotechnology for Energy Generation from Wastewater. Anaerobic Biotechnology for
Bioenergy Productin:
Principles and applications. S. K. Khanal. Iowa, Blackwell Publishing: 221:243
Riyanto, Bambang., Mubarik,Nisa Rachmasnia., Idham Fitriani. 2011. Energi Listrik dari Sedimen Laut Teluk Jakarta melalui Teknologi MFC. Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia. Bogor: IPB.
Sidharta, Mutiara L., dkk. 2007.Pemanfaatan Limbah Cair sebagai Sumber Energi Listrik pada Microbial Fuel Cell. Bandung: Institut Teknologi Bandung
