Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Bioelektrisitas telah muncul sebagai alternatif sumber energi terbarukan yang menjanjikan, yang dapat dihasilkan dari tumbuhan dan pohon hidup. Namun, sebagian besar studi eksperimental sebelumnya menggunakan teknik ekstraksi bioelektrisitas yang tidak berkelanjutan, seperti pemotongan batang atau daun, serta mengabaikan penempatan elektroda yang optimal untuk memaksimalkan energi tanpa mengganggu pertumbuhan tanaman. Dalam konteks ini, penempatan dan penetrasi elektroda menjadi faktor penting karena sangat mempengaruhi keluaran listrik yang dihasilkan.
Penelitian terbaru ini memperkenalkan inovasi dalam ekstraksi bioelektrisitas langsung dari pohon buah naga, tanaman yang berpotensi besar sebagai sumber energi alternatif karena keberadaannya yang melimpah di banyak wilayah. Pendekatan ini menggunakan model optimasi berbasis metaheuristik genetic-population, yang bertujuan untuk menentukan jarak optimal antara anoda dan katoda tipe pin yang dilapisi perak pada batang pohon buah naga. Optimasi dilakukan melalui teknik penetrasi elektroda interseluler pada jaringan pembuluh (icVB) dan sel parenkim (iPC) untuk memaksimalkan ekstraksi bioelektrisitas tanpa merusak tanaman.
Pendekatan ini memanfaatkan program genetika multigen untuk merumuskan fungsi kebugaran (fitness function), diikuti dengan optimasi menggunakan beberapa metode, termasuk atom search optimization (ASO), shuffle frog-leaping, dan elephant herding. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ASO menghasilkan nilai kebugaran tertinggi dan beradaptasi dengan baik pada kedua teknik penempatan elektroda. Namun, teknik penetrasi iPC berbasis ASO terbukti lebih unggul dengan energi yang dihasilkan sebesar 58,923 J, dibandingkan dengan penetrasi icVB yang hanya menghasilkan 13,909 J selama percobaan 30 hari.
Keunggulan utama dari teknik penetrasi iPC berbasis ASO adalah jarak elektroda yang optimal, yaitu 4,488 inci, yang mampu menghasilkan lebih banyak bioelektrisitas tanpa menimbulkan kerusakan signifikan pada tanaman. Lebih penting lagi, metode ini juga memberikan dampak lingkungan yang lebih kecil dibandingkan dengan penetrasi icVB. Dengan menerapkan metodologi Life Cycle Assessment (LCA) dari cradle-to-gate, penelitian ini berhasil menunjukkan bahwa teknik ini dapat mengurangi emisi gas rumah kaca sekaligus memperluas aplikasi komputasi evolusi dalam domain pertanian dan energi terbarukan.
Penelitian ini tidak hanya menunjukkan potensi besar bioelektrisitas dari pohon buah naga, tetapi juga menggambarkan bagaimana teknologi komputasi evolusi dapat digunakan untuk memaksimalkan keluaran energi. Pendekatan inovatif ini memberikan solusi berkelanjutan yang dapat diintegrasikan ke dalam sistem energi hijau, sekaligus mendukung praktik pertanian berkelanjutan tanpa merusak tanaman. Dengan demikian, bioelektrisitas dari pohon buah naga dapat menjadi bagian penting dari upaya global untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.
Selain manfaat lingkungan, teknik ini juga memiliki potensi untuk diterapkan dalam berbagai skala, dari pertanian kecil hingga industri energi terbarukan yang lebih besar. Pengembangan lebih lanjut dalam optimasi komputasi dan aplikasi teknologinya dapat semakin meningkatkan efisiensi ekstraksi bioelektrisitas dan memperluas penggunaannya dalam berbagai konteks. Dengan pengoptimalan lebih lanjut, bioelektrisitas dapat menjadi alternatif yang lebih layak secara ekonomi dan ramah lingkungan dalam transisi menuju energi terbarukan.
Secara keseluruhan, penelitian ini menawarkan pendekatan inovatif untuk produksi energi terbarukan dari sumber yang tidak konvensional, yakni tanaman hidup. Dengan kombinasi teknologi bioelektrisitas dan komputasi evolusi, pendekatan ini membuka jalan baru untuk memanfaatkan sumber daya alam secara berkelanjutan, sekaligus berkontribusi pada pengurangan emisi karbon dan pelestarian lingkungan.
