panel bio solar, bakteri
Ini adalah sembilan sel surya biologis (bio-solar) yang terhubung ke panel bio-solar. Panel ini menghasilkan watt paling tinggi dari sel biosolar skala kecil yang ada, sebesar 5.59 microwatts.(Credit: Seokheun “Sean” Choi)

Bhataramedia.com – Para peneliti telah mengambil langkah berikutnya pada evolusi energi bertenaga bakteri.

Untuk pertama kalinya, para peneliti menghubungkan sembilan sel surya biologis (bio-solar) menjadi panel bio-solar. Panel ini kemudian terus menghasilkan listrik dan menghasilkan watt paling tinggi dari sel bio-solar skala kecil yang ada, sebesar 5.59 mikrowatts.

“Setelah panel bio-solar fungsional menjadi tersedia, itu dapat menjadi sumber listrik permanen untuk memasok listrik jangka panjang bagi perusahaan kecil, sistem telemetri nirkabel serta sensor nirkabel yang digunakan di lokasi terpencil di mana penggantian baterai sering tidak praktis,” kata Seokheun ” Sean “Choi, asisten profesor teknik elektro dan komputer di Binghamton University’s Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science, yang juga merupakan rekan penulis penelitian.

Choi adalah penulis koresponden berjudul ” Biopower generation in a microfluidic bio-solar panel,” yang melaporkan temuan ini.

“Penelitian ini juga dapat memungkinkan pemahaman penting dari proses transfer elektron ekstraseluler fotosintesik pad kelompok mikroorganisme yang lebih kecil, dengan kontrol yang sangat baik atas lingkungan mikro, sehingga memungkinkan platform serbaguna untuk studi sel bio-solar yang mendasar,” kata Choi.

Xuejian Wei, seorang mahasiswa pascasarjana di Binghamton University, dan Hankeun Lee ’15, yang akan lulus dari Binghamton bulan Mei, juga merupakan bagian dari penulis penelitian.

Penelitian saat ini adalah langkah terbaru dalam menggunakan cyanobacteria (yang dapat ditemukan di hampir setiap habitat darat dan perairan di bumi), sebagai sumber energi bersih dan berkelanjutan. Tahun lalu, kelompok peneliti telah mengambil langkah-langkah ke arah membangun sel bio-solar yang lebih baik dengan mengubah bahan yang digunakan pada anoda dan katoda (terminal positif dan negatif) dari sel dan juga menciptakan satu perangkat miniatur satu bilik berbasis mikofluida untuk menjadi rumah bakteri, bukan berupa dual-bilik yang ada pada sel bio-solar konvensional,.

Namun, kali ini para peneliti menghubungkan sembilan sel bio-solar yang identik dengan pola 3×3 untuk membuat panel bio-solar. Panel ini terus menghasilkan listrik dari fotosintesis dan aktivitas respirasi bakteri pada siklus 12 jam siang-malam, selam lebih dari 60 jam total.

“Kinerja sel bio-solar telah meningkat secara signifikan melalui miniaturisasi arsitektur perangkat inovatif dan menghubungkan beberapa sel miniatur pada panel,” tulis laporan tersbut. “Hal ini mengakibatkan hambatan yang menghalangi kemajuan pengembangan sel bio-solar, dapat terlampaui dengan tegangan yang lebih tinggi dan keberlanjutan, serta membuat teknologi sel bio-solar untuk diterjemahkan ke aplikasi praktis pada dunia nyata.”

Bahkan dengan terobosan ini, panel surya “konvensional” di atap sebuah rumah hunian (terdiri dari 60 sel dalam konfigurasi 6×10), menghasilkan sekitar 200 watt daya listrik pada saat tertentu. Sedangkan sel-sel dari studi ini, pada konfigurasi yang sama, akan menghasilkan sekitar 0.00003726 watt.

Jadi temuan ini masih belum efisien, tetapi temuan ini membuka pintu untuk penelitian di masa depan mengenai bakteri itu sendiri.

“Ini adalah waktu untuk terobosan yang dapat memaksimalkan kemampuan pembangkit listrik, efisiensi energi, serta keberlanjutan,” kata Choi.

“Jalur metabolisme cyanobacteria atau ganggang hanya sebagian dipahami, kerapatan daya yang secara signifikan rendah dan efisiensi energi yang rendah membuat mereka tidak cocok untuk aplikasi praktis. Ada kebutuhan untuk penelitian dasar tambahan untuk memperjelas metabolisme bakteri dan potensi produksi energi untuk aplikasi bio-solar,” lanjut Choi, seperti dilansir Binghamton University (11/04/2016).

Binghamton University Nanofabrication Lab telah menyediakan fasilitas fabrikasi untuk penelitian ini, sedangkan University Research Foundation (Interdisciplinary Collaborations Grants (ICG) Program/Transdisciplinary Areas of Excellence) menyediakan pendanaan.

Temuan ini tersedia secara online dan akan diterbitkan dalam bentuk hard copy pada jurnal Sensors and Actuators B: Chemical, edisi Juni.

Referensi Jurnal :

Xuejian Wei, Hankeun Lee, Seokheun Choi. Biopower generation in a microfluidic bio-solar panel. Sensors and Actuators B: Chemical, 2016; 228: 151 DOI: 10.1016/j.snb.2015.12.103.