Bakteri Penghasil Listrik? Kenalan dengan Microbial Fuel Cell

MicroCurrent Edisi Reguler seputar Energi

Disusun oleh Katarina Andrea Rismaputri (Archaea’23)

Berkenalan dengan Microbial Fuel Cell (MFC)

#MicroFolks tau, gak, sih? Kalau bakteri di dalam air kotor bisa digunakan untuk menghasilkan listrik sambil membersihkan air itu sendiri? Kedengarannya seperti science fiction, ya? Inilah yang coba diwujudkan oleh teknologi bernama Microbial Fuel Cell (MFC). #MicroFolks, yuk, kita bahas teknologi satu ini!

MFC adalah semacam “baterai hidup” yang menggunakan mikroorganisme untuk mengurai zat organik, seperti sisa-sisa makanan atau limbah rumah tangga, dan mengubah energi kimianya menjadi listrik. Prosesnya mirip seperti metabolisme tubuh kita, tetapi energi yang dihasilkan ditangkap sebagai arus listrik, bukan panas (Mohan et al., 2009).

Ide dasar MFC sebenarnya sudah ada sejak awal abad ke-20, tetapi baru mendapat perhatian besar belakangan ini karena kebutuhan sumber energi bersih dan terbarukan yang meningkat. Sebuah kajian ilmiah yang terbit di jurnal Global Challenges tahun 2025 merangkum berbagai perkembangan terbaru (Chakma et al., 2025).

Tabel 1. Ringkasan kinerja teknologi MFC berdasarkan hasil penelitian

93,7% Kemampuan mengurangi zat pencemar organik (COD) dari air limbah

98% Efisiensi menghilangkan antibiotik dari air yang tercemar

3,31 W/m2 Kerapatan daya maksimum (pada kondisi ideal) yang menunjukkan efisiensi MFC dalam mengonversi energi dari limbah menjadi energi listrik

Potensi Aplikasi MFC

MFC ternyata tidak hanya bisa menghasilkan listrik, loh. Teknologi ini juga bisa memproduksi gas hidrogen sebagai bahan bakar, mendeteksi kadar polutan di air (alias jadi biosensor), bahkan bisa dipakai untuk menggerakkan robot-robot kecil yang beroperasi dengan energi dari limbah organik. Seru banget, kan? Salah satu contoh nyata menarik adalah robot bernama EcoBot yang dikembangkan di Eropa. Robot ini bisa bergerak dan menjalankan tugasnya hanya dengan energi dari MFC tanpa memerlukan baterai konvensional sama sekali (Chakma et al., 2025; Ieropoulos, et al., 2010).

Tantangan Pengembangan MFC

Namun, seperti kebanyakan teknologi baru, MFC masih menghadapi sejumlah tantangan besar sebelum bisa dipakai secara luas. Yang paling utama adalah output listriknya yang masih kecil sehingga belum cukup untuk kebutuhan skala besar. Belum lagi biaya pembuatannya yang mahal, terutama karena bahan elektrode yang diperlukan sering menggunakan material yang relatif mahal, seperti platina (Chakma et al., 2025).

Sekarang, para ilmuwan sedang dalam proses untuk mencari solusi untuk tantangan-tantangan tersebut, mulai dari mengembangkan elektrode berbahan karbon yang lebih murah, memanfaatkan nanomaterial untuk meningkatkan efisiensi, hingga menggunakan kecerdasan buatan untuk memprediksi dan mengoptimalkan kinerja MFC (Chakma et al., 2025). Agar MFC bisa benar-benar diaplikasikan di kehidupan sehari-hari, masih banyak pekerjaan yang harus diselesaikan, mulai dari menekan biaya produksi, memperbesar skala sistem, hingga memastikan kinerjanya stabil dalam jangka panjang. Meskipun demikian, upaya-upaya tersebut tetap dianggap layak dilakukan karena teknologi MFC memiliki potensi besar untuk menjadi kunci sumber energi bersih jangka panjang sekaligus sebagai bentuk pengolahan limbah yang efisien, seperti untuk mengolah air limbah sekaligus menghasilkan energi. 

Jadi, lain kali saat kamu membuang air limbah ke saluran pembuangan, ingatlah bahwa di masa depan limbah itu mungkin bukan sekadar sampah, melainkan sumber listrik yang berharga. Itulah potensi luar biasa Microbial Fuel Cell (MFC): mengubah limbah menjadi energi yang bernilai. 

Glosarium

Istilah	Keterangan
Microbial Fuel Cell (MFC)	Perangkat bioelektrokimia yang menggunakan bakteri untuk mengubah energi kimia dari zat organik menjadi listrik.
Kerapatan daya	Besarnya daya listrik yang dihasilkan per satuan luas permukaan elektroda. Dalam kasus ini, kerapatan daya mencerminkan kemampuan MFC untuk menghasilkan energi listrik.
Elektrode	Komponen penghantar listrik dalam MFC; terdiri dari anoda (tempat bakteri bekerja) dan katoda (tempat reaksi akhir terjadi).
Biosensor	Alat deteksi yang menggabungkan komponen biologis, seperti bakteri, dengan sensor untuk mengukur kadar zat tertentu, misalnya polutan di air.
Nanomaterial	Material berukuran sangat kecil (skala nanometer) yang memiliki sifat-sifat tertentu, seperti daya hantar listrik yang tinggi.
COD (Chemical Oxygen Demand)	Ukuran seberapa banyak zat pencemar organik yang ada di dalam air; semakin tinggi COD, semakin air kotor.
Platina	Logam mulia yang sangat efisien sebagai katalis (pemercepat reaksi kimia) di MFC

Daftar Pustaka

Mohan, S. V., Raghavulu, S. V., Peri, D., & Sarma, P. N. (2009). Integrated function of microbial fuel cell (MFC) as bio-electrochemical treatment system associated with bioelectricity generation under higher substrate load. Biosensors and Bioelectronics, 24(7), 2021–2027. https://doi.org/10.1016/j.bios.2008.10.011

Ieropoulos, I. A., Winfield, J., Greenman, J., & Melhuish, C. (2010). Small scale microbial fuel cells and different ways of reporting output. ECS Transactions, 28(9), 1–9. https://doi.org/10.1149/1.3492221

R. Chakma, M. K. Hossain, P. Paramasivam, R. Bousbih, M. Amami, G. F. I. Toki, R. Haldhar, A. K. Karmaker, Recent Applications, Challenges, and Future Prospects of Microbial Fuel Cells: A Review. Global Challenges 2025, 9, 2500004. https://doi.org/10.1002/gch2.202500004