Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Peningkatan polusi lingkungan yang disebabkan oleh konsumsi bahan bakar fosil dan meningkatnya permintaan energi global telah menjadi perhatian serius. Salah satu solusi praktis dan tepat untuk mengatasi krisis energi serta masalah pembuangan limbah secara bersamaan adalah dengan memanfaatkan produksi energi dari berbagai limbah, termasuk air limbah dan lumpur. Sebagai seorang dosen di bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, saya melihat bahwa teknologi bioelektrisitas dari limbah memberikan pendekatan yang sangat inovatif dan ramah lingkungan untuk memenuhi kebutuhan energi masa depan.
Bioelektrisitas adalah sumber energi terbarukan yang dihasilkan dari potensi dan arus listrik yang terbentuk di dalam mikroorganisme hidup. Dalam proses biologis tertentu, energi kimia dari limbah dapat dikonversi menjadi energi listrik melalui sistem elektrokimia mikrobial (MESs). Teknologi ini bukan hanya menawarkan cara yang efisien dalam mengelola limbah, tetapi juga menghasilkan energi listrik yang murah dan ramah lingkungan. Dengan demikian, pendekatan ini menawarkan solusi ganda untuk krisis energi dan polusi lingkungan.
Sistem Elektrokimia Mikrobial (MESs), yang mencakup sel bahan bakar mikrobial (MFCs) dan sel desalinasi mikrobial (MDCs), telah mendapatkan perhatian besar sebagai teknologi yang menjanjikan untuk produksi bioelektrisitas. Proses ini melibatkan konversi energi kimia menjadi listrik melalui aktivitas mikroorganisme, yang memanfaatkan limbah organik sebagai substrat. Dengan konfigurasi dan parameter operasi yang tepat, teknologi ini dapat dioptimalkan untuk menghasilkan listrik dengan efisiensi tinggi, sekaligus meminimalkan dampak lingkungan.
Salah satu keuntungan utama dari MESs adalah kemampuannya untuk mengolah limbah organik sambil menghasilkan listrik. Mikroorganisme dalam sistem ini memecah zat organik dalam limbah, yang kemudian menghasilkan elektron yang diubah menjadi arus listrik. Proses ini tidak hanya mengurangi volume limbah yang harus dikelola, tetapi juga menciptakan sumber energi baru yang bersih dan terbarukan. Meski begitu, ada tantangan dalam meningkatkan skala operasional teknologi ini untuk memenuhi kebutuhan energi yang lebih besar, mengingat masih adanya keterbatasan dalam efisiensi dan stabilitas sistem pada skala industri.
Penelitian juga menunjukkan bahwa pemanfaatan kecerdasan buatan (AI) dalam MESs dapat membantu memodelkan dan mengoptimalkan proses biologis dalam produksi bioelektrisitas. Algoritma AI dapat digunakan untuk memantau dan mengontrol berbagai parameter operasional, seperti pH, suhu, dan konsentrasi substrat, untuk memaksimalkan output listrik. Selain itu, AI dapat mempercepat pengembangan sistem yang lebih efisien dan ekonomis, sehingga teknologi ini lebih siap diimplementasikan pada skala yang lebih luas.
Meski demikian, ada beberapa kendala yang perlu diatasi, seperti biaya tinggi dalam pengembangan infrastruktur dan keterbatasan dalam kinerja jangka panjang sistem MESs. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami kinetika dan termodinamika di balik produksi bioelektrisitas, serta cara-cara untuk meningkatkan efisiensi dan daya tahan sistem ini. Selain itu, penerapan teknologi ini pada skala besar akan memerlukan kebijakan yang mendukung dan investasi yang signifikan untuk mengatasi tantangan teknis dan ekonomis yang ada.
Secara keseluruhan, teknologi bioelektrisitas dari limbah melalui sistem elektrokimia mikrobial menawarkan potensi besar untuk menghasilkan energi terbarukan yang berkelanjutan. Dengan semakin berkembangnya teknologi dan dukungan penelitian yang intensif, sistem ini bisa menjadi bagian integral dari solusi energi masa depan. Bagi negara-negara yang menghadapi tantangan pengelolaan limbah dan krisis energi, teknologi ini menawarkan jalan keluar yang inovatif dan ramah lingkungan, yang dapat membantu mengurangi polusi sekaligus memenuhi kebutuhan energi dengan cara yang lebih bersih dan efisien.
