Membuat Hidrogen Dengan Algae

Algae merupakan sumber bahan bakar bio yang menjanjikan. Di samping mudah untuk dikulturkan, juga mudah untuk dipelihara. Bahkan beberapa varietas diduga kaya dengan minyak yang mirip dengan minyak kedelai.

Algae tidak hanya menghasilkan minyak, hidrogen pun bisa diproduksi olehnya. Secara alami, algae memproduksi hidrogen selama proses fotosintesa.

Tetapi di mata Anastasios Melis, seorang profesor tumbuhan dan biologi mikroba, tumbuhan kecil tersebut jika direkayasa secara genetik akan menjadi sumber hidrogen yang lebih produktif.

Melis telah berhasil membuat algae mutan yang lebih baik dalam memanfaatkan sinar matahari dibandingkan kerabatnya. Rekayasa genetik yang dilakukan pada algae tersebut bisa meningkatkan hidrogen yang dihasilkan sebesar tiga kalinya. Di samping itu rekayasa tersebut juga menambah produksi minyak untuk bahan bakar bio.

Penemuan baru tersebut sangat penting di dalam memaksimalkan produksi hidrogen dalam bioreaktor komersial berskala besar. 'kami membuat kultur dengan densitas rendah yang diletakkan dalam sebuah botol tipis, sehingga sinar bisa masuk dari segala arah,' kata Melis. Dengan kondisi demikian, semua sinar yang mengenainya, bisa dimanfaatkan dengan maksimal.

Tetapi, di dalam bioreaktor komersial, algae yang dikulturkan akan menyebar di dalam kolam yang terbuka. Sehingga hanya bagian atas dari algae tersebut yang akan menyerap sinar matahari, sedangkan bagian lainnya yang tidak terkena sinar matahari hanya akan menyerap sebagian kecil.

Melis dan rekan-rekannya sedang mendesain algae yang mempunyai klorofil yang lebih sedikit, sehingga hanya cukup menyerap sedikit sinar matahari. Hal itu berarti lebih banyak sinar matahari yang masuk ke lapisan algae yang lebih dalam, dan akhirnya akan lebih banyak sel yang menggunakan sinar matahari tersebut untuk membuat hidrogen.

Para peneliti merekayasa gen yang berfungsi untuk mengendalikan jumlah klorofil di dalam kloroplas, organ sel yang menjadi pusat fotosintesa. Setiap kloroplas biasanya mempunyai 600 molekul klorofil. Sejauh ini, para peneliti berhasil mengurangi jumlah klorofil tersebut menjadi setengahnya. Mereka berencana mengurangi jumlah tersebut lebih banyak lagi, menjadi sekitar 130 molekul klorofil. 'Pada jumlah tersebut, algae yang dikulturkan di dlaam sebuah bioreaktor besar akan menghasilkan hidrogen tiga kali lebih banyak dibandingkan dari yang diproduksi sekarang.' ujar Melis.

'Jika Anda bisa meningkatkan produktifitas dengan mengurangi klorofil, hal itu berarti akan mempengaruhi hasil yang Anda buat,' kata Rolf Mehlhorn, ahli teknologi energi di Lawrence Berkeley National Laboratory. 'Algae yang menggunakan sinar matahari secara lebih efektif akan menghasilkan minyak lebih banyak,' ujarnya.

Penemuan tersebut masih, paling tidak lima tahun lagi bisa digunakan untuk menghasilkan hidrogen. Pertama-tama para peneliti akan mencoba untuk meningkatkan kapasitas algae. Selama fotosintesa dalam kondisi normal, algae lebih fokus pada penggunaan energi matahari untuk mengubah karbondioksida dan air menjadi glukosa dan melepas oksigen dalam proses tersebut. Hanya sekitar 3%-5% dari fotosintesa yang melepas hidrogen. Melis memperikrakan, jika seluruh kapasitas fotosintesa diarahkan untuk menghasilkan hidrogen, 80 kg hidrogen bisa diproduksi secara komersial per acre per hari.

Mengubah 100% kapasitas fotosintesa agar bisa menghasilkan hidrogen bukanlah mustahil. 'Kunci utamanya adalah, jika kami bisa mengubahnya menjadi 50%, maka secara ekonomi hal tersebut adalah produktif,' tambah Melis. Dengan kapasitas 50%, satu acre algae bisa memproduksi 40 kg hidrogen per hari. Dan itu berarti biaya produksi hidrogen sekitar US$ 2,80 per kilogram. Dengan harga tersebut, hidrogen bisa bersaing dengan bensin, karena 1 kilogram hidrogen setara energi dengan 1 galon bensin.

Pada tahun 2000, Melis bekerja sama dengan para peneliti dari National Renewable Energy Laboratory (NREL) dan menemukan bahwa menghilangkan sulfur dari zat makanan algae berhasil memaksa sel-selnya untuk memproduksi hidrogen. Para peneliti hanya bisa mengambil sulfur tersebut selama beberapa hari dan selama waktu tersebut sekitar 10% dari kapasitas klorofil algae berhasil memproduksi hidrogen.

Sementara, para peneliti di National Renewable Energy Laboratory (NREL) sedang membuat kemajuan dalam meningkatkan efisiensi produksi hidrogen. Mereka berhasil memaksa algae tersebut untuk menghasilkan hidrogen selama 3 bulan. Seibert berharap algae yang direkayasa tersebut akan bermanfaat jika proses dialihkan menjadi bioreaktor skala besar.


Diterbitkan oleh
Erick Firmansyah Ramadhan
Kelas X-2 / 12