Pembangkit Listrik Tenaga Bakteri

Ketika sumber bahan bakar fosil yang sifatnya tidak dapat diperbaharui seperti minyak bumi, batu bara, dan gas alam semakin berkurang kuantitasnya, muncul suatu upaya untuk menemukan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan. Energi alternatif atau biasa disebut energi terbarukan merupakan energi yang bersumber dari bahan yang dapat diperbaharui dan dipergunakan untuk tujuan menggantikan bahan bakar fosil. Salah satu energi alternatif yaitu energi listrik.

Pada saat ini, kebutuhan akan energi alternatif khususnya energi listrik semakin meningkat. Sumber energi alternatif yang dapat menghasilkan listrik umumnya berasal dari energi matahari, angin, nuklir, dan panas bumi (geotermal). Sebenarnya salah satu sumber energi alternatif untuk menghasilkan energi listrik dapat berasal dari makhluk hidup tertua, terkecil, dan paling mudah beradaptasi di planet ini yaitu bakteri. 

Apakah benar bakteri mampu menghasilkan energi listrik? Jawabannya ya. Gagasan mengenai penggunaan bakteri sebagai penghasil listrik dimulai pada abad ke-19 oleh ilmuwan bernama Michael Cresse Potter. Selain itu, pada tahun 1931 ilmuwan lain bernama Barnett Cohen berhasil menciptakan bahan bakar setengah bakteri yang dihubungkan secara seri dan mampu menghasilkan listrik lebih dari 35 Volt dengan arus 2 miliampere. Hingga akhirnya pada tahun 2007, tim peneliti dari University of Queensland Australia berhasil menyelesaikan prototipe sederhana bahan bakar berbasis bakteri untuk menghasilkan listrik.

Umumnya, jenis bakteri penghasil listrik hidup dalam kondisi lingkungan tanpa adanya oksigen (anaerob) dan juga lingkungan yang kaya akan unsur logam seperti belerang maupun gas metan. Sejauh ini, beberapa jenis bakteri yang diketahui mampu menghasilkan listrik diantaranya Geobacter sulfurreducens, Listeria sp., Clostridium sp., Shewanella oneidensis, dan Ralstonia eutropha. Bakteri penghasil listrik tersebut mampu melakukan trik dengan cara memproduksi elektron di dalam sel, kemudian melepaskannya melalui saluran kecil di membran sel. 

Proses tersebut dikenal dengan nama transfer elektron ekstraseluler (EET). Elektron yang dihasilkan dari proses respirasi sel bakteri inilah yang dimanfaatkan untuk membangkitkan energi listrik. Salah satu teknologi yang digunakan untuk menghasilkan listrik dengan memanfaatkan metabolisme sel bakteri yaitu Microbial Fuel Cell (MFC).

MFC merupakan sistem bioelektrokimia yang mampu menghasilkan energi listrik dengan menggunakan bakteri dan oksidan berenergi tinggi seperti oksigen. Bakteri yang digunakan dalam sistem MFC ini pun bukan sembarang bakteri, namun bakteri eksoelektrogen. Sifat dari bakteri eksoelektrogen ini mampu menghasilkan ion elektron dan proton pada sistem MFC. Ion-ion inilah yang akan menciptakan perbedaan potensial listrik sehingga dapat dihasilkan energi. 

Daya listrik yang dihasilkan dari sistem pembangkit listrik berbasis bakteri ini telah mampu membuat lampu LED menyala maupun mengisi baterai ponsel.  Meskipun daya listrik yang dihasilkan ini masih tergolong rendah jika dibandingkan dengan daya yang dihasilkan oleh sistem pembangkit listrik konvensional, namun tentu terdapat peluang besar untuk meningkatkan daya listrik dari sistem pembangkit listrik tenaga bakteri ini. Pemahaman mengenai sifat dan karakteristik bakteri, serta bahan-bahan mediator yang digunakan menjadi informasi penting untuk meningkatkan efektivitas energi listrik berbasis bakteri.

Akankah suatu hari di masa depan bakteri dapat mensuplai kebutuhan listrik kita dengan efektivitas daya listrik yang tinggi? Itu sangat mungkin terjadi namun diperlukan fokus serta pengembangan terus menerus untuk menjadikan bakteri sebagai penghasil energi listrik alternatif. Teknik rekayasa genetika dengan cara memanipulasi gen-gen yang terlibat dalam proses transfer elektron serta memanipulasi gen kunci lainnya untuk siklus hidup bakteri merupakan salah satu upaya untuk mewujudkan keberhasilan sistem pembangkit listrik berbasis bakteri. Sistem pembangkit listrik tenaga bakteri ini cukup menarik dikarenakan dapat menjadi alternatif penghasil energi listrik yang murah dan ramah lingkungan karena tidak menghasilkan emisi.