Kotoran manusia kini dilirik Ilmuwan Jerman untuk ujicoba pembangkit listrik mini. Walau kapasitasnya masih kecil, teknik sel bahan bakar biologis ini cukup menjanjikan bagi masa depan.
Iklan
Pembangkit Listrik Mini Dari Kotoran Manusia
03:59
Mereka yang menggunakan kloset sederhana tanpa sistem kanal di Pusat Penelitian Lingkungan Helmholtz di Leipzig ini, ikut mendukung riset ilmu pengetahuan. Kotoran manusia ini adalah bagian proyek pada Institut untuk Mikrobiologi Lingkungan. Ilmuwan meneliti bagaimana bakteri elektroaktif dalam kotoran manusia membangkitkan tenaga listrik.
Untuk eksperimen peneliti harus pergi ke kamar kecil itu dan mengambil sampelnya. "Pertama-tama memang sulit. Tapi kalau sudah melakukan dua-tiga kali, jadi biasa. Kami menyebutnya substrat. Inilah yang dipakai dalam penelitian kami. Dan ini sumbangan dari rekan-rekan. Mereka secara teratur menggunakan toilet ini, jadi kami punya bahan cukup untuk percobaan", ujar Jörg Kretzschmar peneliti di pusat biomassa Leipzig.
Bakteri pembangkit listrik
Kotoran manusia terutama terdiri dari air, sisa makanan yang tidak tercerna, tolak bara atau lemak, dan tentu juga bakteri, yang mengkonsumsi unsur dalam kotoran. Dan juga ada bakteri tertentu yang membangkitkan aliran listrik.
Itu sudah diketahui sejak lebih dari 100 tahun lalu. Tahun 1960an, NASA meneliti bakteri, yang mengubah air seni jadi aliran listrik. Sekarang yang jadi fokus adalah optimalisasi sistem ini. Ciri khas terpenting bakteri: untuk menciptakan aliran listrik, bakteri harus memancarkan elektron.
Memanen Listrik dari Langit
Sekelompok ilmuwan mengembangkan kincir angin yang melayang di ketinggian 600 meter. Kincir tersebut mampu memproduksi energi dua kali lipat lebih besar ketimbang kincir konvensional.
Foto: Altaeros Energies
Berbekal Balon Udara
Kincir angin yang dikembangkan ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) ini dilengkapi dengan balon udara. Balon tersebut mampu menangkat kincir hingga ke ketinggian 600 meter. Teorinya, semakin tinggi maka semakin kencang pula angin bertiup.
Foto: Altaeros Energies
Surga Energi di Ketinggian 600 Meter
Ilmuwan mengungkap, di ketinggian 600 meter kepadatan energi mencapai lima hingga enam kali lipat ketimbang di darat. Dengan memanfaatkan ketinggian tersebut, generator melayang ini bisa memproduksi listrik dua kali lipat lebih banyak ketimbang kincir angin konvensional.
Foto: Altaeros Energies
Helium dan Kabel
Kincir angin buatan MIT memiliki diameter 3,7 meter dan dipasang di bagian tengah balon yang bentuknya menyerupai turbin pesawat. Ketika melayang di udara, balon yang diisi dengan gas helium ini dipasung dengan beberapa tali dan dilengkapi dengan kabel yang mengalirkan listrik ke darat.
Foto: Altaeros Energies
Listrik Darurat
Menurut perusahaan Altaeros Energies yang dibentuk MIT, balon kincir buatannya bisa dibongkar pasang dalam waktu 24 jam. Selain itu, balon ini juga didesain agar bisa ditempatkan di kawasan terpencil atau di wilayah bencana untuk mengamankan pasokan energi.
Foto: Altaeros Energies
Kincir dan Pemancar Sinyal Seluler
Menurut Altaeros Energies, balon tidak cuma bisa mengangkut kincir angin, melainkan juga bisa dilengkapi dengan pemancar seluler untuk telefon dan internet. Kemampuannya itu membuat balon kincir cocok untuk ditempatkan di kawasan yang jauh dari akses listrik seperti Afrika atau Asia.
Foto: Altaeros Energies
Menjemput Angin Tinggi
Balon kincir sejak awal desain untuk memanfaatkan High Altitude Wind alias angin di ketinggian. Menurut ilmuwan, angin yang selalu bertiup kencang tersebut adalah jenis energi terbarukan yang paling tidak dimanfaatkan di dunia.
Foto: Altaeros Energies
Melawan Badai
Kelemahan terbesar balon kincir adalah cuaca buruk semisal badai. Menurut Altaeros, balon buatannya mampu menahan gempuran angin sekencang 160 kilometer per jam. Selain itu perusahaan yang berdiri tahun 2010 itu juga melengkapi balonnya dengan sensor bencana yang secara otomatis mendaratkan balon kincir jika kondisi cuaca terus memburuk.
Foto: Altaeros Energies
Murah dan Terjangkau
Sifatnya yang ringan, murah dan mudah dibongkar pasang membuat balon kincir ideal untuk dipakai di wilayah kepulauan, industri, di kawasan bencana atau untuk keperluan militer. Altaeros Energies tidak merinci berapa biaya yang perlu dikeluarkan untuk memproduksi sebuah balon kincir. Namun begitu perusahaan tersebut mengklaim ongkos produksinya jauh lebih murah ketimbang kincir angin konvensional.
Foto: Altaeros Energies
8 foto1 | 8
Dr. Falk Harnisch peneliti di pusat riset lingkungan Helmholtz-Zentrum für Leipzig menjelaskan: "Bakteri ada di mana-mana, juga dalam sistem peceraan kita, dan dalam tinja. Jika tidak, tentunya itu tidak bisa ditemukan di toilet. Tapi yang istimewa, bakteri ini bisa menyalurkan elektron ke luar tubuhnya lewat membran selnya.
Elektron yang dihasilkan bakteri dikumpulkan peneliti menggunakan elektroda. Elektrodanya ditempatkan di dasar wadah. Bakteri mengkonsumsi partikel-partikel kecil. Dengan cara itu bakteri membersihkan air dan pada saat bersamaan memproduksi elektron. Dengan kata lain, memperoduksi aliran listrik. Di laboratorium kapasitas aliran listrik masih sangat kecil, tapi bisa diukur.
"Saat ini kami hanya bisa mengukur beberapa miliamper, tapi jika ukuran wadah diperbesar beberapa kali lipat, orang bisa mengisi ulang penuh baterai ponsel dengan men-charge selama 12 jam" ujar pakar kimia elektronik biologis itu.
Bakteri-bakteri melepas elektron bermuatan negatif, yang ditangkap elektroda bermuatan positif. Dengan cara itu terbentuk aliran elektron yang berputar terus menerus. Itu membuat ponsel bisa di-charge dan bohlam menyala. Pada saat bersamaan pada kutub minus terbentuk air. Jika bakteri juga memakan partikel cemaran, air jadi bersih.
Sel bahan bakar biologis
Jika bakteri menghasilkan listrik dengan mengubah energi kimia jadi energi listrik, orang menyebutnya sel bahan bakar mikrobiologis. Agar listrik juga bisa diproduksi di negara-negara berkembang, para peneliti dari Leipzig merumuskan teknik lebih sederhana.
Dr. Falk Harnisch menjelaskan lebih jauh: "Yang istimewa dari teknologi kami, elektroda berasal dari bahan karton. Jadi orang bisa mengambil kotak kemasan yang biasa digunakan untuk membungkus barang. Kemudian ini dijadikan arang." Dengan cara itu orang punya materi elektroda berharga murah. Ini teknik tepat guna.
Sel bahan bakar mikrobiologis mengubah pandangan atas limbah secara radikal. Karena sel bahan bakar ini menghasilkan energi dari limbah dan membersikannya. Tidak hanya di toilet di rumah, melaikan juga di instalasi penjernihan air.
Konsep Kreatif untuk Panen Energi
Sumber energi alternatif selalu dicari dalam rangka menjaga kelestarian alam dan bumi. Inilah 10 konsep paling kreatif dan berkelanjutan versi DW.
Foto: Wattway/COLAS/Joachim Bertrand
Urin dan Kotoran Manusia
Buangan dari tubuh manusia bisa punya banyak kegunaan. Para peneliti mencari jalan untuk mengubah hal-hal itu menjadi energi. Misalnya, di kamp pengungsi, ini bisa jadi sumber cahaya sekaligus memecahkan masalah sanitasi. Walaupun ada asosiasi negatif, buangan dari tubuh manusia nantinya bisa jadi "sekutu" paling handal.
Foto: Imago
Pertanian Alga
Ini baru ide awal yang masih perlu penelitian intensif lebih lanjut. Tapi menanam alga mikro bisa jadi solusi untuk memproduksi bahan bakar ekologis secara efisien dan berkelanjutan. Pertanian alga mikro berskala besar bisa mengubah cahaya matahari dan karbon dioksida menjadi bio etanol. Tapi dengan hasil optimalpun, jumlah energi yang dihasilkan tetap tidak banyak.
Foto: picture-alliance/dpa/MAXPPP
Memanfaatkan Angin Sejuk
Moya adalah lembaran sangat ringan dan fleksibel yang bisa memanen energi angin berskala rendah pada lokasi berbeda-beda. Demikian gambaran yang diberikan penemunya, Charlotte Slingsby dari Afrika Selatan. Lembaran seperti tirai ini bisa dipasang di infrastruktur yang sudah ada, tanpa perlu fasilitas mahal. Dan ini tidak membahayakan burung maupun kelelawar seperti halnya kincir angin.
Foto: Charlotte Slingsby
Kelapa Pengganti Batu Bara
Kayu menjadi sumber energi utama di banyak negara di dunia, dan ini menyebabkan deforestasi. Batok kelapa dan sabutnya bisa jadi alternatif baik bagi negara seperti Kenya atau Kamboja. Dibanding batu bara kayu yang tradisional, arang dari batok kelapa menghasilkan panas lebih lama, lebih murah dan tidak sebabkan penebangan pohon. Ini juga baik bagi manajemen sampah kelapa.
Foto: Imago/fotoimedia
Tulang dan Kulit Ikan
Pabrik produk dari ikan menghasilkan gunung sampah setiap harinya, dan ini bisa menghasilkan energi. Lemak yang terdapat pada jeroan, kulit dan tulang ikan bisa digunakan untuk memproduksi bio diesel. Negara-negara seperti Honduras, Brazil dan Vietnam sudah bereksperimen dengan sumber energi baru ini selama bertahun-tahun, tapi kendala finansial menghalangi sukses.
Foto: AP
Turbin Angin Terselubung
Pohon angin adalah inovasi dari Perancis, yang meniru alam untuk menghasilkan energi. Jerome Michaud-Lariviere, adalah otak di balik konsep ini. Ia terinspirasi daun-daun yang bergerak ketika dihembus angin. Struktur serupa pohon ini memiliki 72 turbin kecil, bukan daun, dan bisa memproduksi cukup listrik bagi 15 lampu jalanan, isi ulang mobil elektrik dan jadi sumber tenaga rumah keluarga kecil.
Foto: NewWind
Dari Gerakan Bangkitkan Energi
Bayangkan jika setiap langkah kaki bisa menghasilkan energi. Inilah konsep di balik permukaan pintar yang berada misalnya di bawah lantai dansa, lapangan olah raga, dan stasiun kereta. Energi yang dipanen bisa menyalakan lampu dengan daya rendah atau isi ulang baterai alat elektronik.
Foto: Daan Roosegaarde
Bahan Bakar Bio Zaitun
Buah diperas untuk hasilkan minyak yang sering ditemukan dalam makanan dari kawasan Laut Tengah. Tapi setelah buah diperas minyaknya, sampahnya masih bisa digunakan untuk biofuel. Produksi minyak zaitun memproduksi sampah empat kali lipat dari minyaknya. Proyek Phenolive mengubah sampah itu jadi listrik dan panas.
Foto: Fotolia/hiphoto39
Sampah Biomassa
Sampah dari sisa tumbuhan atau biomassa jadi opsi terbaik pengolahan sampah organik untuk menghasilkan energi. Listrik yang dihasilkan bisa digunakan untuk ribuan rumah di pedesaan. Abu hasil pembakaran bisa disebar di ladang sebagai pupuk.
Foto: DW
Jalanan Sel Surya
Matahari tidak hanya menyebabkan fatamorgana di jalanan, tapi juga menghasilkan energi. Belanda sudah punya jalanan sepeda sepanjang 70 m, dan Perancis akan mengambil langkah sama. Negara ini merencanakan buat instalasi 1.000 km yang terdiri dari panel surya fotovoltaik dengan desain khusus di jalan-jalannya, dalam lima tahun ke depan. Tujuannya untuk memperluas kapasitas energi berkelanjutannya.