limbah, energi, animasi
Animasi grafis yang mewakili bagaimana para ilmuwan mengubah limbah menjadi energi.(Credit: Virginia Tech)

Bataramedia.com – Seiring pencarian dan pengembangan sumber energi terbarukan, sinar matahari secara historis telah menjadi pusat perhatian.

Namun, dua peneliti Virginia Tech telah mencuri perhatian dari matahari dengan menemukan cara untuk memaksimalkan jumlah listrik yang dapat dihasilkan dari limbah toilet.

Suatu artikel yang baru-baru ini diterbitkan di Scientific Reports, merincikan temuan mereka untuk menangkap energi dari limbah yang ada, sehingga berpotensi membuat fasilitas pengolahan lebih hemat energi.

Animasi grafis yang dibagikan di YouTube menjelaskan ilmu di balik penemuan ini dan menunjukkan dampak potensialnya.

Xueyang Feng dan Jason He menelusuri bakteri, yang menyebabkan mereka untuk menemukan bahwa hubungan kerja antara dua substrat tertentu menghasilkan lebih banyak energi daripada dilakukan secara terpisah. Karya ini akan membantu mengungkap misteri mengenai bagaimana bakteri yang aktif secara elektrokimia menciptakan energi. Ini dapat membantu dalam pengembangan sistem perlakuan baru yang disebut sel bahan bakar mikroba.

“Menelusuri bakteri tersebut memberi kami bagian utama dari teka-teki untuk mulai menghasilkan listrik secara berkelanjutan,” kata Feng, asisten profesor biological systems engineering.

“Ini adalah langkah menuju tren yang berkembang untuk membuat pusat-pusat pengolahan air limbah mandiri pada energi yang mereka gunakan,” kata Feng, seperti dilansir Virginia Tech (23/02/2016).

Feng berasal dari College of Agriculture and Life Sciences and the College of Engineering. Sedangkan He adalah seorang profesor teknik lingkungan di College of Engineering.

Penemuan ini penting karena tidak semua materi organik melakukan pekerjaan yang sama dengan cara yang sama. Beberapa bekerja karena mereka adalah makanan bagi bakteri yang menghasilkan listrik, sementara yang lain baik dalam menjalankan energi.

Sementara satu substrat utama yang dikenal sebagai laktat dimetabolisme oleh bakteri inangnya untuk mendukung pertumbuhan sel, substrat lain yang dikenal sebagai format, dioksidasi untuk melepaskan elektron untuk menghasilkan listrik yang lebih tinggi.

Tim menemukan bahwa ketika dua substrat ini digabungkan, output energi jauh lebih besar daripada ketika bekerja secara terpisah. Substrat organik tersebut bekerja sama secara erat dengan reseptor dalam sel bahan bakar, dan sementara penelitian menggunakan sel bahan bakar mikroba bukan hal baru, jenis bahan organik yang Feng dan He gunakan meruoakan sesuatu yang baru untuk menghasilkan listrik, karena mereka dapat mengukur sifat simbiosis dari dua organik tertentu.

Metodologi yang unik tersebut memungkinkan mereka untuk melacak jalur metabolisme dari strain bakteri yang berbeda, yang disebut karbon 13 analisis jalur. Metode pelabelan isotop ini merupakan yang pertama kalinya digunakan untuk mengukur metabolisme mikroba, kata para peneliti. Analisis ini bekerja dengan menciptakan isotop non-radioaktif pada kelompok karbon yang terlihat melalui spektrometri massa.

Memanfaatkan energi dari air limbah merupakan hal keberlanjutan, yang bahkan pembangkit di perkotaan seperti fasilitas pengolahan air limbah di Washington, DC telah mengadopsinya. Memanen energi dari bakteri menggunakan sel bahan bakar mikroba bukan satu-satunya cara yang dilihat peneliti untuk menghasilkan energi dari limbah.

Pabrik pengolahan kini dapat memanfaatkan metana dari padatan dalam limbah, sehingga memungkinkan kota-kota seperti Grand Junction, Colorado, untuk menghasilkan energi. Pabrik-pabrik tersebut mengambil 8 juta galon air limbah dan merupakan kota pertama di AS yang menggunakan bahan bakar dari kotoran manusia.

Penelitian ini juga mencakup pekerjaan dengan unsur-unsur gas, khususnya amonia. Pada air limbah, amonia adalah polutan. Jika terlalu banyak dibuang ke aliran sungai, amonia akan memberi makan ganggang berbahaya yang dapat merusak ekosistem perairan.

Mohan Qin, seorang mahasiswa doktoral tahun kedua di laboratorium He, telah membangun sebuah sistem yang memulihkan amonia dan menghilangkan kontaminan lainnya sementara menghasilkan listrik pada saat yang sama. Ini adalah pertama kalinya bahwa osmosis yang didorong amonia telah digabungkan dengan sel elektrokimia mikroba penghasil amonia, kata Qin.

Ide tersebut memberikan Qin “2015Innovation Award for Best Technological Advancement” dari International Society for Microbial Electrochemistry and Technology.

Hasil karya ini mendorong pengembangan lebih lanjut sel bahan bakar mikroba, khususnya sistem scaling up. Lab milik HE saat ini mengoperasikan sistem sel bahan bakar mikroba 200-L di sebuah pabrik pengolahan air limbah setempat untuk mengevaluasi kinerja jangka panjang dengan limbah yang sebenarnya.

Untuk saat ini, bagaimanapun, Feng dan He tidak hanya memberikan air limbah sorotan utama, mereka juga memastikan bahwa apakah amonia atau sampah organik, yang menghasilkan energi dari air limbah merupakan bagian dari gerakan.

Referensi Jurnal :

Shuai Luo, Weihua Guo, Kenneth H. Nealson, Xueyang Feng, Zhen He. 13C Pathway Analysis for the Role of Formate in Electricity Generation by Shewanella Oneidensis MR-1 Using Lactate in Microbial Fuel Cells. Scientific Reports, 2016; 6: 20941 DOI: 10.1038/srep20941 .

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here