Transisi dari bahan-bahan sel surya inorganik ke organik telah menjadi tonggak penting dalam evolusi material sel surya dan dye-sensitized solar cell (DSSC). Seperti yang dilakukan oleh kolaborasi ilmuwan University of British Colombia (UBC) yaitu Sarvesh Kumar Srivastava, dkk. Material yang mereka kembangkan adalah biogenik dan terdiri dari mesh berpori dari sel E. coli BL21 yang dienkapsulasi dengan TiO2. DSSC yang dibuat hanya dengan bahan organik tanpa sel-sel bakteri masih membutuhkan pelarut racun dan bahan kimia, cukup mahal serta memerlukan kontrol yang ketat terhadap lingkungan agar lingkungan sekitar pembuataannya tetap bersih[1].
Peneliti UBC telah menemukan cara yang murah dan berkelanjutan untuk membangun sel surya menggunakan bakteri yang mengubah cahaya menjadi energi. (Sumber : news.ubc.ca)
Skema fabrikasi sel surya biogenik menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan sistem fotovoltaik biohibrid lainnya, yaknu menghilangkan kebutuhan untuk ekstraksi dan pemurnian pewarna, tidak membutuhkan ikatan kovalen untuk melapisi partikel konduktif, dan dapat dengan mudah ditingkatkan dengan fermentor (sebuah alat untuk proses fermentasi).
Penggunaan mikroba untuk sintesis pewarna juga bermanfaat dalam meningkatkan kinerja fotovoltaik sejak rekayasa genom dapat digunakan untuk meningkatkan hasil dye atau mensintesis dye alternatif yang dapat menghasilkan stoikiometri yang lebih besar setara dengan radikal bebas.
Solusi peneliti UBC adalah untuk meninggalkan pewarna pada bakteri. Mereka merekayasa E. coli secara genetika untuk memproduksi likopen dalam jumlah besar – pewarna yang memberi warna oranye merah pada tomat dan sangat efektif dalam memetik cahaya untuk diubah menjadi energi. Para peneliti melapisi bakteri dengan mineral yang dapat bertindak sebagai semikonduktor, dan mengaplikasikan campuran tersebut ke permukaan kaca.
Dengan dilapisi kaca bertindak sebagai anoda di salah satu ujung sel mereka, mereka menghasilkan kepadatan arus 0,686 milliamps per sentimeter persegi – peningkatan pada 0,362 yang dicapai oleh orang lain di lapangan [3]. Sel surya biogenik tersebut menghasilkan arus yang lebih kuat daripada yang tercatat sebelumnya dari perangkat tersebut, dan bekerja seefisien dalam cahaya redup seperti pada cahaya terang.
Inovasi sel surya biogenik bisa menjadi langkah menuju adopsi yang lebih luas dari tenaga surya di tempat-tempat seperti British Columbia dan bagian-bagian Eropa utara serta negara kita (Indonesia) di mana langit mendung adalah hal yang sering terjadi. Dengan perkembangan lebih lanjut, sel-sel surya ini – yang disebut “biogenik” karena terbuat dari organisme hidup – dapat menjadi seefisien sel sintetis yang digunakan dalam panel surya konvensional. [2]
“Solusi kami untuk masalah British Columbia yang unik adalah membuat energi matahari lebih ekonomis,” kata Vikramaditya Yadav, seorang profesor di jurusan teknik kimia dan biologi UBC yang memimpin proyek tersebut.
“Kami mencatat kepadatan arus tertinggi untuk sel surya biogenik,” kata Yadav. “Bahan hibrida yang kami kembangkan ini dapat diproduksi secara ekonomis dan berkelanjutan, dan, dengan optimalisasi yang memadai, dapat berfungsi dengan efisiensi yang sebanding seperti sel surya konvensional.”
Penghematan biaya sulit untuk diperkirakan, tetapi Yadav yakin prosesnya mengurangi biaya produksi pewarna menjadi sekitar sepersepuluh dari apa yang akan terjadi sebaliknya. Cawan suci, kata Yadav, akan menemukan proses yang tidak membunuh bakteri, sehingga mereka dapat menghasilkan pewarna tanpa batas.
Dia menambahkan bahwa ada aplikasi potensial lain untuk bahan biogenik ini di pertambangan, eksplorasi laut dalam dan lingkungan rendah cahaya lainnya. [3]
Profesor Vikramaditya Rajab
(Sumber : https://news.ubc.ca/2018/07/05/bacteria-powered-solar-cell-converts-light-to-energy-even-under-overcast-skies/)
Daftar Pustaka :
[1] Yadav, etc. A Biogenic Photvolotaic. University of British Colombia. 2018; 14 (26): 1800729. DOI: 10.1002/smll.201800729 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201800729
[2] https://www.sciencedaily.com/releases/2018/07/180705084215.htm (diakses tanggal 25 Juli 2018)
[3] https://news.ubc.ca/2018/07/05/bacteria-powered-solar-cell-converts-light-to-energy-even-under-overcast-skies/ (diakses tanggal 25 Juli 2018)