Perpustakaan Digital ITB

Permasalahan umum yang terjadi pada dunia ini ialah krisis energi fosil dan meningkatnya produksi limbah yang berdampak pada masalah lingkungan dan kehidupan makhluk hidup disekitarnya. Solusi untuk mengatasi kedua masalah tersebut adalah dengan pengembangan dan pemanfaatan energi alternatif pengganti bahan bakar fosil yang sekaligus dapat mengolah limbah untuk aman dibuang ke lingkungan, salah satunya ialah Photosynthetic Sediment Microbial Fuel Cell (PSMFC). PSMFC adalah suatu perangkat yang mampu menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan mikroalga di katoda dan bakteri di anoda. Mikroalga di katoda digunakan sebagai penghasil oksigen untuk akseptor elektron melalui fotosintesis sedangkan mikroba anaerob di anoda berfungsi untuk menguraikan limbah organik menjadi CO2. Pada penelitian ini dipelajari pengaruh luas permukaan elektroda dan jarak elektroda terhadap daya yang dihasilkan oleh PSMFC. Konfigurasi PSMFC yang digunakan adalah konfigurasi satu ruang (one chamber). Di anoda berisi limbah POME sebagai sedimen dan kultur campuran mikroba dalam kondisi anaerob sedangkan di katoda berisi mikroalga, medium Zarrouk dan penyinaran dengan Lampu LED untuk proses Fotosintesis. Pada penelitian ini, dilakukan variasi terhadap luas permukaan dan jarak antar elektroda untuk mengoptimalkan kinerja (power density) PSMFC. Variasi luas permukaan elektroda yang digunakan ada tiga macam yaitu 4 cm2, 9 cm2 dan 16 cm2 (L4, L9 dan L16) sedangkan variasi jarak elektroda yang digunakan ada tiga macam yaitu 10 cm, 15 cm dan 20 cm (J10, J15 dan J20) sehingga perpaduan variasi luas dan jarak menghasilkan 9 kombinasi percobaan yaitu L4J10 , L4J15, L4J20, L9J10, L9J15, L9J20, L16J10, L16J15 dan L16J20. Analisis terhadap nilai Open Circuit Potential (OCV), Elektron Impedance Spectroscpoy (EIS), kurva I-V-P dilakukan untuk mengevaluasi kinerja PSMFC. Selain itu juga akan dilakukan uji menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) untuk mengetahui karakteristik biofilm di anoda. Berdasarkan kombinasi variasi luas permukaan dan jarak elektoda, variasi yang menghasilkan nilai Open Circuit Voltage (OCV) dan power density paling besar adalah variasi L16J10. OCV maksimum yaitu sebesar 683 mV terdapat pada variasi L16J10. Densitas daya maksimum sebesar 168,38 mW/m2 dan arus sebesar 0,5066 mA dihasilkan oleh variasi L9J10. Dari pengujian Electrochemical Impendance Spectrosopy (EIS), teramati bahwa nilai hambatan dalam pada penelitian PSMFC ini sangat besar dan didominasi oleh hambatan perpindahan ion/muatan. Berdasarkan pengamatan SEM, lapisan biofilm lebih merata dan lebih tebal didapatkan di variasi L9J15 dan variasi L16J15. Untuk efisiensi penurunan COD berkisar antara 53-60% untuk semua variasi.