Mengubah "Gas Kentut" Menjadi "Energi"

Kentut, sebuah fenomena alamiah yang sering kali dianggap lucu dan memalukan. Di balik bau dan suaranya yang khas, kentut ternyata menyimpan fakta menarik dan pengetahuan penting tentang kesehatan. Seperti yang kita ketahui, gas buangan merupakan produk sampingan dari berbagai proses, termasuk industri, transportasi, dan bahkan aktivitas manusia. Gas buangan mengandung berbagai zat berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan jika tidak diolah dengan baik. Beberapa gas buangan umum seperti karbon dioksida (CO2), karbon monoksida (CO) dan hidrokarbon berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, minyak bumi dan batu bara.

Namun, tahukah Anda bahwa manusia juga menghasilkan gas buangan? Ya, gas buangan yang dikenal dengan kentut ini juga mengandung berbagai macam gas seperti nitrogen (N2), hidrogen (H2), oksigen (O2), karbon dioksida (CO2), dan hidrogen sulfida (H2S). H2S adalah gas yang tidak berwarna, beracun, mudah terbakar, dan berbau seperti telur busuk. Gas ini merupakan gas alami yang dapat dijumpai di alam bebas seperti pada gunung berapi maupun tumpukan sampah. Sementara dalam tubuh manusia, H2S merupakan produk sampingan dari proses fermentasi makanan oleh bakteri penghuni usus besar. Meskipun kentut umumnya tidak berbahaya, bau busuk yang menyengat pada kentut bisa menjadi tanda adanya masalah kesehatan. 

Pernahkah Anda bayangkan bahwa bau busuk dari kentut yang disebabkan oleh gas H2S memiliki potensi untuk diubah menjadi sumber energi. H2S yang dihasilkan dari kentut dan juga dari alam bebas dapat dikonversi menjadi hidrogen sebagai energi dengan cara dipisahkan dari sulfur melalui beberapa metode. Metode yang dapat digunakan dalam mengkonversi H2S yaitu proses termal (thermal pathway) dan biologis (biological pathway). Keduanya adalah dua metode konvensional yang telah banyak diteliti untuk mengkonversi H2S menjadi produk bernilai tambah. Metode termal menggunakan panas untuk mengubah H2S menjadi sulfur atau sulfur dioksida. Metode termal dinilai memiliki kelemahan yang tidak menguntungkan seperti konsumsi energi yang besar, biaya modal yang tinggi, dan produksi polutan yang tinggi. Metode biologis melibatkan dekomposisi H2S untuk menghasilkan S atau H2 melalui aktivitas mikroba sehingga menghasilkan produk yang bermanfaat, seperti sulfur, hidrogen, atau biofuel. Proses biologis telah menunjukkan efisiensi konversi H2S yang sangat baik hingga 100% sekaligus ramah lingkungan dan layak secara ekonomi. Proses biologis dianggap sebagai alternatif yang menarik dalam konversi H2S karena karakteristiknya yang ramah lingkungan (tidak menghasilkan limbah sekunder) dan keuntungan ekonomis (biaya modal dan operasi yang rendah) dibandingkan metode konversi H2S lainnya.

Terdapat dua kelompok bakteri utama yang memfasilitasi proses konversi adalah bakteri kemotrofik dan fototrofik. Bakteri kemotrofik mengubah H2S melalui oksidasi dalam kondisi aerobik, oksigen atau nitrat bertindak sebagai akseptor elektron. Sedangkan bakteri fototrofik mengubah H2S menjadi sulfur atau hidrogen dalam kondisi anaerobik (tanpa oksigen) menggunakan cahaya sebagai sumber energi.

Berdasarkan beberapa penelitian konversi H2S melalui bakteri fototrofik, green sulfur bacteria (GSB) dianggap sebagai kandidat ideal untuk konversi H2S karena kemampuannya untuk tumbuh di bawah kondisi anaerob dengan hanya substrat anorganik dan sumber cahaya. Bakteri GSB merupakan bakteri hijau yang dikenal secara umum terdiri dari 2 famili yaitu Chlorobiaceae (bakteri hijau sulfur) dan Chloroflexeceae (bakteri hijau berfilamen multiseluler). 

GSB famili Chloroflexeceae

Bakteri GSB fototropik Chlorobium limicola merupakan kandidat bakteri kuat yang mampu mengubah H2S menjadi unsur sulfur melalui oksidasi dengan mekanisme ekstraselulernya. Proses ini melibatkan nutrisi anorganik untuk pertumbuhan bakteri fototrofik, cahaya, CO2 dan H2S. Unsur sulfur yang dihasilkan muncul dalam bentuk bubuk, sehingga sistem pemisahan yang kompleks tidak diperlukan untuk memulihkan unsur sulfur yang terbentuk. 

GSB (Chlorobium limicola)

Lalu, bagaimana proses konversi H2S menggunakan GSB? Berikut penjelasannya.

Produksi H2 dari green sulfur bacteria (GSB) (Sakurai, 2013)

Bagan tersebut menunjukkan siklus sulfur hijau dan bagaimana GSB menghasilkan hidrogen (H2). 

1.