Mikroba Mampu Mengubah CO2 Menjadi Bahan Bakar Cair - Bayangkan anda sanggup memakai energi listrik untuk kendaraan beroda empat anda, meskipun kendaraan beroda empat tersebut bukan kendaraan beroda empat listrik. Para peneliti di CLA Henry Samueli, School of Engineering and Applied Science menemukan metode untuk mengubah karbondioksida menjadi materi bakar cair isobutanol memakai energi listrik. Metode ini gres pertama kali ini ditemukan. Banyak cara untuk menghasilkan energi listrik. Namun, hingga hari ini ilmuwan masih kesulitan untuk menyimpan energi listrik secara maksimal. Baterai kimia, hydraulic pumping, dan water splitting (reaksi kimia untuk memecah air menjadi hidrogen dan oksigen) hanya menghasilkan densitas energi yang rendah dikala disimpan sehingga kurang cocok dengan infrastruktur transportasi dikala ini.
Pada penelitian yang diterbitkan di jurnal Science (30/3/2012) ini, James Liao, UCLA’s Ralph M. Parsons Foundation Chair in Chemical Engineering dan dan timnya melaporkan adanya metode untuk menyimpan energi listrik. Energi listrik berupa energi kimia pada higher alcohol yaitu alkohol yang mempunyai lebih dari 2 atom (etanol hanya mempunyai 2 atom karbon) karbon sehingga mempunyai berat molekul dan titih didih yang lebih tinggi.
 |
| Proses elektromikrobia untuk mengubah CO2 menjadi materi bakar pengganti bensin (Credit: Han Li) |
Energi ini sanggup dipakai sebagai materi bakar cair untuk transportasi.
“Saat ini, cara untuk menyimpan energi listrik ialah memakai baterai yang mempunyai ion litium. Cara ini tidak efisien alasannya ialah densitas energy yang disimpan masih rendah. Jika kita menginginkan densitasnya tinggi, kita harus menyimpannya dalam bentuk materi bakar cair” kata Liao. “Melalui cara ini, kita mempunyai peluang untuk memakai energi listrik sebagai materi bakar kendaraan tanpa harus mengubah infrastruktur yang telah ada.
Liao dan timnya melaksanakan rekayasa genetika terhadap mikroorganisme litoautotropik atau dikenal dengan nama Ralstonia eutropha H16 untuk menghasilkan isobutanol dan 3-metill-1-butanol memakai karbondioksida sebagai sumber karbon tunggal dan energi listrik sebagai pemasok energi tunggal.
Fotosintesis merupakan reaksi kimia untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dan menyimpannya dalam bentuk gula. Ada dua sistem pada fotosintesis, yaitu reaksi gelap dan rekasi terang. Reaksi terperinci merupakan reaksi untuk mengubah energi cahaya menjadi kimia yang hanya sanggup terjadi apabila ada cahaya. Reaksi gelap merupakan reaksi untuk mengubah CO2 menjadi gula namun tidak membutuhkan cahaya secara langsung.
“Kami berhasil menciptakan reaksi gelap dan terperinci secara terpisah. Sebagai pengganti fotosintesis biologis, kami memakai panel surya untuk mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik. Selain itu dipakai juga produk kimia peralihan yang akan memicu terjadinya fiksasi karbondioksida untuk menghasilkan materi bakar. Metode ini lebih efisien dibandingkan sistem biologi”, kata Liao.
Liao menambahkan bahwa kalau memakai sistem biologi pada tumbuhan maka akan diharapkan areal pertanian yang produktif sebagai daerah untuk menumbuhkan tanaman. Hal ini akan mengganggu produktivitas pertanian. Namun, kalau memakai metode ibarat penelitian ini, kita tidak membutuhkan sistem biologi tersebut. Hal ini alasannya ialah metode ini tidak memerlukan adanya reaksi gelap dan terperinci secara bersamaan. Kita sanggup membangun panel surya di padang pasir atau di atap.
Secara teoritis, hidrogen yang dihasilkan oleh energi listrik tenaga surya sanggup memicu mikroorganisme litoautotropik untuk mengkonversi CO2 dan mensintesisnya menjadi materi bakar cair dengan densitas energi yang tinggi. Namun, kelarutan yang rendah, laju transfer massa yang rendah dan gosip mengenai keamanan menjadi penyebab rendahnya efisiensi dan penerapan sistem tersebut. Namun, permasalahan telah ditemukan solusinya. Tim Liao telah menemukan asam format sebagai energy carrier (substansi yang yang mempunyai energi, ibarat hidrogen) yang efisien dan paling menjajanjikan.
“Daripada memakai hidrogen, kita lebih berminat memakai asam format sebagai produk peralihan” Kami memakai energi listrik untuk menghasilkan asam format dan selanjutnya memakai asam format sebagai pemicu basil untuk melaksanakan fiksasi karbondioksida pada kondisi gelap sehingga dihasilkan isobutanol dan higher alcohols.
“Produksi format yang berfungsi sebagai elektrokimia, fiksasi CO2 secara biologis, dan sintesis higher alcohol yang terjadi dikala ini sanggup membuka kemungkinan digunakannya energi listrik untuk melaksanakan biokonversi CO2 menjadi banyak sekali macam produk kimia. Selain itu, transformasi asam format menjadi materi bakar cair juga akan memainkan peranan penting pada proses pembuatan materi bakar dari biomassa” Kata Liao
Kami telah mendemonstrasikan prinsip utama sistem tersebut. Kami akan meningkatkan skalanya. Itu sasaran utama kami selanutnya” Tambah Liao.
Referensi Jurnal:
H. Li, P. H. Opgenorth, D. G. Wernick, S. Rogers, T.-Y. Wu, W. Higashide, P. Malati, Y.-X. Huo, K. M. Cho, J. C. Liao. Integrated Electromicrobial Conversion of CO2 to Higher Alcohols. Science, 2012; 335 (6076): 1596 DOI: 10.1126/science.1217643
Artikel ini merupakan terjemahan dari goresan pena ulang menurut materi yang disediakan University of California – Los Angeles via phys.org dan Science Daily. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.
