Sel tunam mikroba

Sel Tunam Mikroba (STM) atau Microbial Fuel Cell (MFC) adalah suatu bioreaktor yang menggunakan mikroba untuk mengonversi bahan organik menjadi sumber yang dapat menghasilkan listrik melalui reaksi katalitik oleh mikroorganisme dalam keadaan anaerob (tanpa oksigen). Pada dasarnya, sel tunam mikroba terdiri dari dua ruang yaitu anoda dan katoda yang dipisahkan oleh suatu membran penukar proton (PEM). Bakteri ada pada ruang anoda dan bekerja untuk mendegradasi substrat berupa senyawa organik contohnya limbah industri rumah tangga, glukosa, atau asetat. Proses ini sama dengan reaksi oksidasi yang nantinya akan melepaskan gas CO₂, elektron, dan proton berupa ion (H⁺).

Cara Kerja

Elektron yang dihasilkan akan diteruskan ke katoda dengan beberapa mekanisme yaitu melalui transfer elektron secara langsung dengan protein membran luar sel, melalui perantara yang ditambahkan pada ruang anoda, atau melalui sulur yang merupakan bagian dari tubuh bakteri itu sendiri. Elektron yang terkumpul di anoda mengakibatkan adanya beda potensial antara anoda dan katoda. Saat suatu beban disambungkan ke anoda dan katoda lewat rangkaian eksternal, maka elektron-elektron tadi akan mengalir sebagai listrik menuju katoda. Sementara itu, ion H⁺ akan berjalan mengarah pada katoda lewat PEM dan pada akhirnya elektron dan proton akan menyatu dengan oksigen dari udara sehingga membentuk molekul air atau H₂O.

Setelah dilakukan pengembangan lebih lanjut, MFC berpotensi menjadi teknologi andalan yang dapat menggunakan berbagai jenis substrat, material dan bakteri untuk mendapatkan produksi bioenergi walaupun daya yang dihasilkan relatif rendah. Menurut Clytonbentin (2006), suatu MFC dapat menghasilkan daya hingga 25mW yang pas untuk suatu alat pacu jantung, walaupun dalam pembuatannya membutuhkan area yang cukup luas. Pada 2006, Rabaey et al. mendemonstrasikan MFC dengan mikroba spesifik sebagai suatu teknik yang unggul dalam menghilangkan kadar sulfat dalam pengolahan limbah. Di beberapa kasus, hingga 90% dari kadar COD dapat dihilangkan dan tingkat keefektifannya mencapai 80%. Air limbah yang terkumpul pada instalasi pengolahan air limbah (IPAL) dapat dijadikan sebagai bahan makanan bagi mikroba dan secara signifikan dapat menghasilkan listrik yang dapat disalurkan ke jaringan listrik lain.

Hingga saat ini, produksi bahan bakar berbasis mikroba menjadi satu-satunya teknologi dimana listrik dapat dihasilkan pada temperatur atmosfer. Selain itu, tidak diperlukan adanya proses pembakaran dan reaksinya pun tidak bergantung pada sinar matahari. Dengan melihat banyaknya keuntungan yang ada, Microbial Fuel Cell dapat menjadi suatu teknologi yang potensial untuk produksi energi alternatif. Pada akhirnya, butuh kerjasama dari banyak pihak untuk mewujudkan penggantian bahan bakar fosil menjadi bahan bakar berbasis mikroba tersebut.