Analisis Produksi Energi Listrik Sistem Sediment Microbial Fuel Cell Menggunakan Limbah Tetes Tebu

Abstract

Abstrak Kebutuhan energi listrik di Indonesia yang masih bergantung pada energi tak terbarukan telah memicu dilakukannya berbagai riset ke arah teknologi yang lebih efektif, efisien, dan ramah lingkungan dalam memproduksi energi listrik. Salah satu alternatif teknologi tersebut adalah Sediment Microbial Fuel Cell (SMFC) yang berbasis prinsip bioelektrokimia dengan memanfaatkan mikroorganisme untuk memecah substrat sehingga menghasilkan energi listrik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi energi listrik yang dihasilkan dari variasi volume substrat lumpur sawah dengan limbah berupa tetes tebu (molase) pada reaktor jenis single chamber dengan metode SMFC dengan volume total 800 ml untuk masing-masing variasi. Reaktor berbentuk silinder dengan ukuran tinggi 17 cm dan diameter 8 cm. Elektroda yang digunakan pada sistem berupa pelat berbahan Seng (Zn) sebagai anoda dan Tembaga (Cu) sebagai katoda dengan ukuran 5 cm x 5 cm. Pengukuran data dilakukan setiap 2 jam selama 14 hari, pengambilan data tegangan dan arus menggunakan multimeter. Hasil penelitian pada empat variasi pengukuran data pertama variasi (lumpur sawah:tetes tebu) dimana reaktor 1 (200 ml:600 ml), reaktor 2 (400 ml:400 ml), reaktor 3 (600 ml:200 ml), dan reaktor 4 (800 ml:0 ml) menunjukkan perolehan kerapatan daya pada variasi 600 ml lumpur sawah dan 200 tetes tebu menghasilkan nilai kerapatan daya yang paling optimum yaitu 232.97 mW/m2 pada hari ke-13 dibandingkan dengan tiga variasi lain yang nilainya tidak jauh berbeda satu sama lain. Kemudian pada pengukuran data kedua dihasilkan nilai kerapatan daya tertinggi yang dapat dihasilkan dari masing-masing reaktor yaitu pada variasi (500 ml:300 ml) sebesar 199.36 mW/m2 , variasi (550 ml:250 ml) 283.02 mW/m2 , variasi (600 ml:200 ml) 402.84 mW/m2 , dan variasi (650 ml:150 ml) yaitu 698.97 mW/m2 . Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa variasi yang paling optimum dalam menghasilkan produksi energi listrik pada penelitian ini yaitu pada reaktor 8 dengan perbandingan volume lumpur sawah 650 ml dan tetes tebu 150 ml. Kata kunci: Sediment Microbial Fuel Cell, single chamber, limbah tetes tebu, lumpur sawah. Abstract The need for electrical energy in Indonesia, which is still dependent on non-renewable energy, has triggered various researches towards technology that is more effective, efficient and environmentally friendly in producing electrical energy. One of the alternative technologies is the Sediment Microbial Fuel Cell (SMFC) which is based on bioelectrochemical principles by utilizing microorganisms to break down the substrate to produce electrical energy. This study aims to determine the potential of electrical energy generated from variations in the volume of rice sludge substrate with molasses in the form of molasses in a reactor single chamber using the SMFC method with a total volume of 800 ml for each variation. The reactor is cylindrical with a height of 17 cm and a diameter of 8 cm. The electrodes used in the system are plates made from zinc (Zn) as anode and copper (Cu) as a cathode with a size of 5 cm x 5 cm. Data measurements were carried out every 2 hours for 14 days, data collection of voltage and current using a multimeter. The results of the research on the four variations of the first data measurement variations (rice field mud: molasses) where reactor 1 (200 ml: 600 ml), reactor 2 (400 ml:400 ml), reactor 3 (600 ml:200 ml), and reactor 4 (800 ml:0 ml) shows that the gain of power density in the variation of 600 ml of paddy mud and 200 ml of sugarcane produces the most optimum power density value, namely 232.97 mW/m2 on the 13th day compared to three other variations whose ISSN : 2355-9365 e-Proceeding of Engineering : Vol.7, No.3 Desember 2020 | Page 9263 values are not much different from one another. each other. Then in the second data measurement, the highest power density value that can be generated from each reactor is obtained, namely the variation (500 ml:300 ml) of 199.36 mW/m2 , variation (550 ml:250 ml) 283.02 mW/m2 , variation (600 ml:200 ml) 402.84 mW/m2 , and the variation (650 ml:150 ml) is 698.97 mW/m2 . Based on the results of the study, it can be concluded that the most optimum variation in producing electrical energy production in this study is reactor 8 with a volume ratio of 650 ml of rice field mud and 150 ml of molasses. Keywords: Sediment Microbial Fuel Cell, single chamber, sugarcane molasses, mud of rice field.