Fathul Bari
Pendahuluan
Seiring dengan meningkatnya permintaan akan sumber energi yang bersih dan berkelanjutan, inovasi dalam pengembangan energi terbarukan menjadi sangat penting. Salah satu tantangan utama dalam transisi ini adalah pemanfaatan limbah organik sebagai sumber energi yang dapat diperbarui, sekaligus mengurangi dampak lingkungan. Limbah kulit pinang, yang merupakan salah satu komoditas pertanian yang melimpah di Indonesia, menyimpan potensi besar untuk diubah menjadi sumber biohidrogen melalui teknologi fuel cell dengan dukungan membran komposit kitosan. Artikel ini akan membahas inovasi penggunaan limbah kulit pinang sebagai sumber biohidrogen, peran membran komposit kitosan dalam sistem Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC), serta potensi solusi ini dalam pengembangan energi terbarukan di masa depan.
Limbah Kulit Pinang sebagai Sumber Biohydrogen
Kulit pinang, yang biasanya menjadi limbah dari industri perkebunan dan pengolahan pinang, mengandung senyawa organik yang kaya akan karbon, yang dapat dimanfaatkan dalam proses fermentasi untuk menghasilkan biohidrogen. Biohidrogen adalah gas hidrogen yang dihasilkan melalui proses biologis, seperti fermentasi atau fotolisis, yang melibatkan mikroorganisme untuk mengurai bahan organik. Maka di dalam konteks limbah kulit pinang, proses fermentasi dilakukan untuk memecah senyawa kompleks menjadi hidrogen dan karbon dioksida.
Pemanfaatan biohidrogen dari limbah kulit pinang tidak hanya membantu mengurangi volume limbah pertanian yang berpotensi mencemari lingkungan, tetapi juga membuka peluang untuk menciptakan sumber energi baru yang ramah lingkungan. Hidrogen yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam sistem fuel cell, yang memiliki efisiensi tinggi dan menghasilkan emisi yang minimal, menjadikannya salah satu kandidat utama dalam transisi menuju energi terbarukan.
Indonesia telah memiliki 8.000 spesies tumbuhan dan 2.125 spesises hewan. Sejauk pemutakhiran teknologi yang meningkat secara gramatikal, pinang tidak lagi digunakan hanya untuk aktivitas menyirih. Kini, pinang menjadi primadona ekspor pertanian di beberapa wilayah Indonesia (Mutmainnah, 2021).
Persiapan secara fisik dilakukan dengan pembersihan kotoran dan pengovenan dengan suhu 100oC selama 8 jam untuk mengurangi kadar air, lalu hasi dari pengovenan digunting kecil sebesar 1 cm dan diayak dengan ayakan 100 mesh untuk mendapatkan substrat berbentuk bubuk. Pre treatment dengan alkalisasi menggunakan larutan NaOH 0.5 M untuk memisahkan residu lignin. Hasil alkalisasi dibilas dengan akuades dan dikeringkan Kembali menggunakan oven dengan suhu 100oC selama 6 jam. Proses pre-treatment ini dapat menurunkan kandungan lignin secara optimal dari 7.39% menjadi 3.29%. Selanjutnya, hidrolisis selulosa secara enzimatik menggunakan enzim selulase dari mikrofungi Trichoderma ressei dan Aspergilus niger (1:1) yang akan menhasilkan glukosa dari hasil gula reduksi. Setelah itu glukosa akan melalui tahapan fermentasi gelap untuk menghasilkan biohydrogen menggunakan bakteri Enterobactei aerogenesis secara batch stirred tank reactor selama 24 jam dengan pengontrolan suhu 37o% dan agitasi 40 rpm, serta penambahan urea konsentrasi 3% sebagai sumber nitrogen tambahan. Biohidrogen yang dihasilkan akan dialirkan menggunakan selang kedala penampungan berupa tabung gas trap yang dilengkapi dengan water trap untuk memisahkan uap air yang ikut mengalir. Volume biohidrogen yang ada ditabung dapat diketahui menggunakan instrument GC-TCD. Proses selanjutnya adlaah pembuatan membran komposit dari lumput laut (Sargassum sp) terfosforilasi dengan menggunakan metode gabungan pada penelitian (Smitha dan Wafiroh dalam Mutmainnah, 2021).
Proses terakhir adalah perakita perangkat By pinang Kito FC dengan menempatkan membrane komposit kitosan terfosforilasi di antara ruang yang berisi elektroda berupa katoda dan anoda yang mengandung katalis platina, lalu, diikuti dengan pemasangan seluruh komponen perangkat beserta gas bag biohidrogen. Selanjtunya elektroda dihubungkan dengan rangkaian kabel pada alat miltimeter. Apabila seluruh tahapan telah dilaksanakan, By Pinang Kito-FC dapat dicoba untuk diaplikasikan pada lampu LED dengan daya 3 watt (Mutmainnah, 2021).
Teknologi Fuel Cell dan PEMFC