Daun Pembangkit Setrum

Kemampuan daun dalam menghasilkan energi pada tanaman menginspirasi Daniel G. Nocera. Ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology ini membuat alat yang mampu meniru proses fotosintesis pada daun dan mengolahnya menjadi listrik.

Nocera menyebut alat buatannya ini ”daun tiruan” karena memiliki cara kerja yang mirip daun. Pada daun biasa, selama proses fotosintesis, cahaya matahari dimanfaatkan buat membelah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Hidrogen selanjutnya diolah bersama karbon dioksida dan mineral lain menjadi glukosa, bahan bakar dasar pembangun zat makanan pada tumbuhan. Sedangkan oksigen dilepaskan ke udara. Cara kerja yang sama berlaku pada daun tiruan ini. Bedanya, hidrogen dan oksigen tidak diolah menjadi nutrisi tanaman, tapi menjadi energi buat fuel cell untuk memproduksi listrik.

Bentuk daun buatan ini sama sekali tidak mirip daun biasa. Ia hanya berupa lembaran pipih seukuran kartu poker yang terdiri atas silikon tipis, rangkaian elektronik, dan lapisan katalis nikel serta kobalt.

Cara kerjanya sederhana. Daun tiruan itu dicelupkan ke tabung berisi air dan selanjutnya dijemur di bawah sinar matahari. Ketika daun ini terpapar sinar matahari, secara otomatis akan muncul reaksi kimia yang memecah H2O menjadi hidrogen dan oksigen yang tampak berupa gelembung-gelembung udara di air. Kedua gas itu diisap dan dikumpulkan dalam tangki penampung, untuk selanjutnya bisa diolah fuel cell menjadi listrik.

Menurut Nocera, daun palsu buatannya memiliki kemampuan memanfaatkan energi matahari sepuluh kali lipat lebih besar dibanding daun biasa. Dari satu liter air, ia bisa menghasilkan daya yang cukup buat menyalakan lampu 100 watt selama 24 jam. Dan itu masih mungkin ditingkatkan lagi.

Para peneliti tengah melakukan penyempurnaan teknologi daun penghasil setrum ini. Pada awal April lalu, mereka mengumumkan telah menemukan katalis baru yang lebih efektif. Belum jelas bahan apa yang digunakan, tapi mereka mengklaim katalis itu memiliki kemampuan memulihkan diri.

Pada prototipe 2011, daun tiruan itu hanya mampu berfungsi di air bersih. Soalnya, di air kotor, katalis tidak akan bekerja maksimal karena lapisan daun tertutup biofilm atau selaput tipis dari kumpulan bakteri dan sel mikroorganisme lain. Namun, dengan katalis baru, gangguan bakteri itu tidak akan jadi masalah lagi. Sebab, begitu biofilm mulai terbentuk, katalis akan memecah diri dan merusak selaput. Begitu lapisan bakteri pecah, katalis akan kembali ke posisi semula. Walhasil, daun tiruan ini dipercaya akan tetap bekerja meski ditaruh di berbagai jenis air. Mereka berencana mulai memproduksi perangkat ini dua tahun lagi.

---

Memproduksi Listrik dari Air

• Sebuah sel pengumpul cahaya matahari terbuat dari silikon dengan bahan-bahan katalis berlainan di kedua sisinya dimasukkan ke dalam bejana berisi air yang diletakkan di bawah cahaya matahari.
• Ketika cahaya matahari menyinari katalis terjadilah reaksi kimia yang menghasilkan arus listrik yang memisahkan molekul hidrogen.
• Di sisi lain dari bejana, reaksi serupa juga berlangsung untuk menghasilkan oksigen.
• Kedua gas yang terpisah itu lalu dikumpulkan, disimpan, dan digunakan pada fuel cell yang bisa dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik.