Ilmuwan Portugis Mengubah Limbah Kilang Anggur Menjadi Sumber Energi
KALBARNEWS.CO.ID (PORTUGIS) - Para peneliti Portugis dari Universitas Beira Interior dan dari Pusat Bioteknologi untuk Pertanian dan Industri Makanan CEBAL bersama dengan rekan-rekan mereka dari Universitas Teknik Denmark menguji teknologi penerimaan hidrogen dari limbah kilang anggur. Mereka berhasil menggabungkan proses pengolahan limbah yang terkontaminasi dengan produksi hidrogen murni secara bersamaan.
Teknologi ini didasarkan pada sel elektrolit bakteri, tempat menguraikan zat organik dalam lingkungan anoksik yang memancarkan elektron. Elektron ini menghasilkan arus listrik yang digunakan untuk menguraikan air dan memulihkan hidrogen pada katode.
Limbah kilang anggur yang jenuh dengan zat organik (alkohol, asam, fenol, dan zat lain yang menghambat pengolahan biologis) digunakan untuk pengujian. Agar sistem mampu menangani campuran yang rumit tersebut, para peneliti menyiapkan kultur kuman khusus. Kultur ini terdiri dari bakteri yang dikumpulkan dari tempat pembuangan sampah, drainase tambang, dan fasilitas pengolahan air limbah kota.
Mikroorganisme ini "dilatih terlebih dahulu" untuk beroperasi di lingkungan yang sulit dengan menambahkan zat organik dan logam berat. Selain itu, bakteri Geobacter sulfurreducens yang mampu mentransmisikan elektron secara efektif ke elektroda ditambahkan ke dalam kultur, sehingga meningkatkan reaktivitas elektrokimia sistem.
Pengujian berlangsung selama lebih dari 5.000 jam. Pada tahap awal, mikroorganisme ditumbuhkan dalam media nutrisi sederhana untuk menyediakan kemampuan mereka membentuk lapisan bioelektrik aktif yang berkelanjutan pada permukaan elektroda. Kemudian limbah kilang anggur ditambahkan secara bertahap ke sistem untuk melihat bagaimana sistem tersebut mampu mengatasi beban sebenarnya.
Hasilnya ternyata sangat bagus: tingkat penghilangan kontaminan organik melebihi 55% berdasarkan kebutuhan oksigen kimia (COD), dan hasil hidrogen harian rata-rata mencapai sekitar 0,7 liter per 1 liter volume pabrik.
Hasil tersebut diperoleh setelah menambahkan hanya 5% limbah sebenarnya, yang merupakan tanda keberlanjutan yang tinggi dari kultur kuman dan kemampuannya untuk beradaptasi bahkan dengan lingkungan yang kompleks dan berpotensi beracun.
Untuk menilai hasilnya, para ilmuwan menerapkan spektroskopi impedansi elektrokimia: metode ini memungkinkan pemantauan pertumbuhan lapisan bakteri dan efektivitas transfer muatan dalam mode waktu nyata. Hal ini memungkinkan identifikasi dinamika waktu struktur lapisan bio, tempat terjadinya kehilangan listrik, serta pemantauan efek komposisi limbah pada stabilitas proses.
Di masa mendatang, para peneliti berencana untuk meningkatkan teknologi tersebut untuk pabrik percontohan dan komersial. Namun, pada tahap ini mereka berfokus pada beberapa area utama: meningkatkan bahan katode untuk mengurangi kehilangan energi, mengeksplorasi kemungkinan penambahan bakteri khusus yang resistan terhadap inhibitor, dan menggunakan spektroskopi impedansi elektrokimia sebagai alat untuk kontrol operasional sel elektrolisis dalam kondisi industri nyata. (tim liputan)_
Editor : Aan
