Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Penanganan limbah organik yang berasal dari sektor pertanian, peternakan, dan perkotaan menjadi tantangan global yang mendesak, terutama terkait dengan pengelolaan limbah yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Metode konvensional seperti landfill, pengomposan, pencernaan anaerobik, pembakaran, gasifikasi, dan pirolisis telah lama digunakan untuk mengelola fraksi organik dari limbah. Dari berbagai metode tersebut, pirolisis muncul sebagai teknologi yang relatif sederhana, tangguh, dan skalabel untuk mengubah berbagai jenis limbah organik menjadi produk energi terbarukan.
Namun, inovasi terbaru dalam teknologi energi terbarukan memperkenalkan potensi pirolisis dalam konteks sel bahan bakar karbon langsung (Direct Carbon Fuel Cells, DCFC). Lebih spesifik lagi, konversi elektrokimia biochar menjadi listrik dalam sel bahan bakar karbon langsung dengan hidroksida cair (MH-DCFC) menunjukkan efisiensi yang menjanjikan. Penelitian ini berfokus pada pemanfaatan limbah organik sebagai bahan bakar dan mengeksplorasi karakteristik elektrokimia limbah tersebut selama reaksi elektrokimia dalam MH-DCFC.
Dalam studi ini, berbagai jenis limbah organik dengan karakteristik yang berbeda digunakan sebagai bahan baku utama. Limbah ini berasal dari industri pengolahan makanan, area perkotaan dan pinggiran kota, limbah padat organik perkotaan, serta lumpur limbah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa performa terendah dalam menghasilkan listrik ditemukan pada limbah lumpur limbah (5,1 mW/cm²), sementara hasil terbaik diperoleh dari cangkang kacang tanah (53,14 mW/cm²). Hal ini mengindikasikan bahwa variasi komposisi dan karakteristik limbah organik sangat mempengaruhi performa sel bahan bakar.
Keunggulan utama dari penelitian ini adalah pemahaman bahwa kandungan karbon elemen yang lebih tinggi, kandungan abu yang lebih rendah, serta keberadaan gugus fungsional oksigen yang reaktif pada permukaan biochar memberikan kontribusi signifikan terhadap peningkatan performa sel bahan bakar. Ini menjadi temuan penting dalam upaya meningkatkan efisiensi energi yang dihasilkan dari limbah organik melalui metode pirolisis.
Selanjutnya, penggunaan limbah organik yang terkarbonisasi sebagai sumber bahan bakar alternatif untuk pembangkit listrik dalam MH-DCFC membuka peluang baru dalam sektor energi terbarukan. Limbah yang selama ini menjadi masalah lingkungan dapat diubah menjadi energi yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Penggunaan teknologi ini tidak hanya mengurangi beban limbah yang harus dikelola, tetapi juga memberikan solusi dalam memenuhi kebutuhan energi dengan cara yang lebih bersih.
Dari perspektif Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, penelitian ini menawarkan wawasan yang sangat relevan dan strategis. Inovasi dalam pemanfaatan limbah organik sebagai sumber energi alternatif, terutama melalui MH-DCFC, memberikan peluang besar untuk mengatasi krisis energi sekaligus memitigasi perubahan iklim. Mengintegrasikan teknologi ini dalam sistem energi terbarukan akan membantu mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan menurunkan emisi karbon secara signifikan.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan potensi besar dari limbah organik sebagai bahan bakar yang efisien untuk pembangkit listrik dengan dampak lingkungan yang minimal. Dengan semakin berkembangnya teknologi konversi elektrokimia, pemanfaatan limbah organik dalam MH-DCFC dapat menjadi solusi inovatif dalam mengatasi tantangan energi dan lingkungan di masa depan.
