Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Penelitian tentang Electroactive Biofilms (EBs) atau biofilm elektrokatif membawa perspektif baru yang menjanjikan dalam bidang penyimpanan dan produksi energi terbarukan. Biofilm elektrokatif ini terlibat dalam proses transfer dan penyimpanan elektron yang kompleks, baik melalui mediator intraseluler maupun ekstraseluler, yang memiliki kemampuan untuk menyimpan elektron secara sementara. Keunikan dari biofilm ini adalah sifat pseudokapasitansinya, yaitu kemampuan untuk menyimpan muatan seperti kapasitor selama proses degradasi substrat. Namun, hingga saat ini, penelitian yang komprehensif mengenai sifat ini masih minim.
Penelitian ini menunjukkan bahwa sifat pseudokapasitansi adalah karakteristik intrinsik dari biofilm elektrokatif. Sifat ini memainkan peran penting dalam transfer elektron yang dinamis dan menghasilkan arus listrik, yang berbeda dari respons nonkapasitif yang statis. Dalam eksperimen pengisian dan pengosongan muatan, ditemukan korelasi antara akumulasi muatan kapasitif dan pembangkitan arus listrik pada EBs. Ini menegaskan bahwa semakin besar pseudokapasitansi, semakin besar pula daya yang dihasilkan. Lebih lanjut, analisis degradasi substrat menunjukkan bahwa kepadatan daya maksimum (Pmax) berkorelasi dengan konstanta kinetik degradasi COD (Chemical Oxygen Demand). Ini menegaskan bahwa pseudokapasitansi biofilm elektrokatif berbanding lurus dengan Pmax, sehingga semakin tinggi kapasitas pseudokapasitansi, semakin tinggi pula efisiensi energi yang dihasilkan.
Analisis jaringan interaksi variabel laten menggunakan Partial Least-Squares Path Modeling menunjukkan bahwa cytochrome c memiliki peran penting dalam pembentukan pseudokapasitansi pada biofilm elektrokatif. Protein ini bertanggung jawab dalam proses transfer elektron yang krusial untuk menciptakan muatan kapasitif pada biofilm. Ini memberikan wawasan baru mengenai peran molekuler dalam efisiensi transfer elektron pada biofilm, yang bisa menjadi titik fokus untuk pengembangan lebih lanjut teknologi ini.
Sebagai seorang dosen di bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, penelitian ini sangat relevan untuk membuka jalan menuju pengembangan teknologi energi yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan. Sifat pseudokapasitansi pada EBs memungkinkan pengaturan yang lebih efisien dalam reaksi biologis, terutama dalam pengaturan dan pengendalian proses transfer elektron yang cepat dan dinamis. Ini memiliki implikasi besar dalam konteks energi terbarukan, karena biofilm pseudokapasitif tidak hanya berpotensi digunakan untuk menghasilkan energi, tetapi juga menyimpannya, menjadikannya solusi potensial untuk strategi energi berbasis karbon netral.
Potensi biofilm elektrokatif untuk digunakan sebagai strategi energi terbarukan dan penyimpanan energi yang efisien membuatnya sangat menjanjikan di masa depan. Pengembangan biofilm ini dapat memberikan alternatif baru dalam transisi menuju energi bersih, terutama dalam konteks bioenergi. Biofilm ini memiliki potensi besar untuk menggantikan beberapa teknologi penyimpanan energi yang ada saat ini, seperti baterai, dengan keunggulan biologis yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan.
Kesimpulannya, pemahaman yang lebih mendalam tentang sifat intrinsik pseudokapasitansi pada biofilm elektrokatif akan membuka jalan bagi pengembangan teknologi baru di bidang penyimpanan dan pembangkitan energi. Dengan kemampuan untuk mengatur transfer elektron secara dinamis, biofilm ini bisa menjadi salah satu komponen kunci dalam strategi energi terbarukan masa depan yang lebih efisien dan berkelanjutan.
