Sumber Energi Terbaharui
Gula Penghasil Listrik
Sony mengumumkan pengembangan bio battery yang dapat menghasilkan listrik dari karbohidrat (gula) dengan menggunakan enzim sebagai katalis dengan memakai prinsip pembentukan energi pada makhluk hidup.
Hasil pengujian dari bio battery ini dapat menghasilkan daya sebesar 50 mW, Output sel uji tersebut mampu menjalankan pemutar mp3 untuk 13-14 lagu.
Untuk mewujudkan output daya yang tinggi, Sony mengembangkan sistem pemecahan gula untuk menghasilkan listrik yang melibatkan imobilisasi enzim secara efisien dan sebuah mediator (bahan konduksi listrik) serta mempertahankan aktivitas enzim pada anoda. Sony juga mengembangkan struktur katoda baru yang menyuplai oksigen ke elektrode secara efisien dan memastikan jumlah air yang cukup tetap tersedia. Pengoptimalan elektrolit untuk dua teknologi ini memungkinkan tercapainya tingkat daya yang diinginkan.
Gula umumnya menjadi sumber energi tumbuhan yang dihasilkan melalui proses fotosintesis. Karena itu dapat diperbarui dan mudah ditemui di sebagian besar wilayah dunia, menunjukkan besarnya potensi bio battery sebagai alat penghasil energi yang ramah lingkungan di masa depan. Dan penelitian ini telah disetujui sebagai paper akademis pada Pertemuan Nasional Masyarakat Kimia Amerika ke 234 di Boston.
Mekanisme Bio Battery
Bio battery ini memiliki anoda yang terdiri dari enzim pengolah gula dan mediator, dan katoda yang terdiri dari mediator dan enzim pengurang oksigen serta pemisah selofan di kedua sisi. Anode menghasilkan elektron dan hidrogen dari glukosa melalui proses berikut:
Ion hidrogen dari proses ini akan bergerak ke katoda melalui separator. Kemudian ketika sampai di katoda, ion hidrogen dan elektron akan menyerap oksigen dari udara untuk menghasilkan air:
Melalui reaksi elektrokimia ini elektron akan melewati sirkuit luar untuk menghasilkan listrik.
Untuk pengembangan bio battery ini ada hal-hal penting yang harus diperhatikan, yaitu:
- Adanya teknologi untuk meningkatkan imobilisasi enzim dan mediator pada elektrode.
Agar penggunaan efektif glukosa terjadi, anoda harus memiliki mediator dan enzim konsentrasi tinggi dengan aktivitas yang tetap. Teknologi ini memakai dua polimer untuk merangkai komponen ke anoda. Tiap polimer bermuatan berlawanan sehingga interaksi elektrostatik antar dua polimer mengamankan enzim dan mediator. Kesetimbangan ionik dan imobilisasi telah dioptimalkan untuk pengekstrakan elektron dari glukosa secara efisien.
- Struktur katoda untuk penyerapan oksigen yang efisien.
Air dalam katoda penting untuk menjamin kondisi optimal untuk reduksi oksigen secara efisien. Bio battery memakai elektrode karbon berporos yang memuat enzim terimobilisasi dan mediator yang dipartisi menggunakan pemisah selofan. Optimalisasi struktur elektrode dan proses pemeliharaan tingkat air yang sesuai dapat meningkatkan reaktivitas katoda. - Optimalisasi elektrolit untuk memenuhi struktur sel bio battery.
Penyangga fosfat 0.1 M biasanya dipakai pada penelitian enzim, tapi penyangga dengan konsentrasi tinggi 1.0 M digunakan pada bio battery. Ini berdasarkan penelitian bahwa tingkat konsentrasi tinggi sangat efektif untuk menjaga aktivitas enzim dalam elektrode. - Sel uji dengan daya output tinggi dan ukuran yang diinginkan.
Sel uji dengan daya tinggi dan ukuran bio baterry yang sesuai telah diproduksi dengan pemanfaatan teknologi ini. Bio battery ini tidak memerlukan pencampuran, atau konveksi larutan glukosa atau udara; sebagai baterai pasif, cara kerjanya hanya menyuplai larutan gula ke unit baterai. Sel kubik menghasilkan 50 mW yang merupakan daya output terbesar di antara baterai tipe pasif dengan ukuran sekitar 39 mm setiap rusuknya. Dengan merangkai 4 sel kubik mampu untuk menyalakan pemutar mp3 dan sepasang Speaker. Tempat bio battery gula ini terbuat dari plastik berbahan tumbuhan dan didesain dengan citra sel biologi.
Selain itu Sony juga akan terus mengembangkan sistem imobilisasi, komposisi elektrode dan teknologi lain untuk meningkatkan daya output dan ketahanannya, dengan tujuan aplikasi praktis bio battery dimasa depan.
Kelompok A.5.
Edo Herwinantyo (21060111120014)
0 komentar:
Posting Komentar