BRIN Ubah Bakteri Ungu Menjadi Energi Listrik Ramah Lingkungan

Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) mendorong pengembangan teknologi energi terbarukan melalui inovasi sel surya bio-fotovoltaik berbasis pigmen fotosintesis dari bakteri ungu (Rhodobacter sphaeroides). Teknologi ini memanfaatkan material biologis sebagai komponen utama perangkat sel surya generasi ketiga yang lebih ramah lingkungan.

Perekayasa Ahli Madya Pusat Riset Sistem Nanoteknologi BRIN, Tulus, menjelaskan bahwa penelitian tersebut berfokus pada pemanfaatan protein kompleks fotosintesis reaction center-light harvesting 1 (RC-LH1) dari bakteri ungu sebagai lapisan penyerap cahaya pada perangkat sel surya.

“Material biologis tersebut dikombinasikan dengan berbagai lapisan semikonduktor untuk menghasilkan pemisahan muatan listrik ketika terpapar cahaya matahari,” jelas Tulus melansir Berita BRIN, Jumat (19/6).

Dalam pengembangannya, kata Tulus, tim peneliti menggunakan struktur elektroda berlapis indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), dan fullerene (C60) sebagai katoda untuk mengumpulkan elektron. Sementara itu, lapisan molibdenum oksida dan perak digunakan sebagai anoda untuk mengumpulkan hole. Di antara kedua elektroda tersebut ditempatkan material aktif RC-LH1 yang berperan dalam proses konversi energi cahaya menjadi energi listrik.

Menurut Tulus, riset ini menghadirkan pendekatan baru dalam pengembangan teknologi fotovoltaik dengan memanfaatkan sistem fotosintesis alami yang dimiliki bakteri ungu. Bakteri tersebut tidak bersifat patogen sehingga aman digunakan dan memiliki kemampuan fotosintesis yang sangat efisien.

“Pada prinsipnya, fotosintesis dan fotovoltaik memiliki kesamaan, yaitu sama-sama memanfaatkan energi cahaya matahari. Fotosintesis mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, sedangkan fotovoltaik mengubahnya menjadi energi listrik,” ujarnya.

Keunggulan Utama

Selain itu, menurut Tulus, keunggulan utama sistem fotosintesis bakteri ungu terletak pada efisiensi kuantum yang tinggi dan kemampuan pemisahan muatan yang sangat baik. Karakteristik tersebut menjadikan RC-LH1 sebagai salah satu material biologis yang potensial untuk mendukung pengembangan teknologi bio-fotovoltaik.

Selain menghasilkan inovasi energi bersih, penelitian ini juga membuka peluang peningkatan nilai tambah biomassa bakteri ungu. Biomassa tersebut selama ini belum memiliki nilai ekonomi tinggi.

“Melalui penelitian ini, kami berupaya memanfaatkan komponen fotosintesis bakteri ungu sebagai material pengonversi energi cahaya menjadi energi listrik yang bernilai lebih tinggi,” ujarnya.

Teknologi yang dikembangkan BRIN, menurutnya, termasuk dalam kategori sel surya generasi ketiga (third-generation solar cells). Ini merupakan bagian dari teknologi fotovoltaik baru (emerging photovoltaics), khususnya bio-solar cell. Teknologi ini dinilai lebih berkelanjutan karena menggunakan material hijau, diproses pada suhu rendah, serta memanfaatkan sumber daya alam yang melimpah.

Tulus yakin, hasil penelitian menunjukkan capaian yang menjanjikan. Perangkat bio-fotovoltaik yang dikembangkan berhasil menghasilkan nilai open circuit voltage (tegangan rangkaian terbuka) yang sangat tinggi untuk kategori bio-fotovoltaik padat.

“Sepengetahuan kami, capaian ini masih menjadi salah satu hasil terbaik pada bidang bio-fotovoltaik padat untuk parameter open circuit voltage. Tantangan berikutnya adalah meningkatkan arus yang dihasilkan agar efisiensi keseluruhan perangkat semakin tinggi,” ungkapnya.

Riset ini merupakan hasil kolaborasi internasional antara BRIN dengan University of Bristol. Kolaborasi ini melalui Mike Jones serta para peneliti dari Vrije Universiteit Amsterdam. Kolaborasi tersebut bertujuan mengembangkan desain sel surya inovatif yang dapat mendukung transisi menuju energi bersih dan berkelanjutan di masa depan.

Penulis: Dini Jembar Wardani

Editor: Indiana Malia