Sumber ilustrasi: Pixabay
20 April 2026 12.25 WIB – Umum
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [20.04.2026] Kebutuhan energi untuk perangkat elektronik kecil seperti sensor lingkungan hingga kini masih banyak bergantung pada baterai atau panel surya. Baterai memiliki keterbatasan umur pakai serta mengandung bahan berbahaya, sementara panel surya bergantung pada kondisi cahaya dan rentan terhadap kotoran. Dalam konteks pertanian presisi dan pemantauan lingkungan, tantangan utama terletak pada bagaimana menyediakan sumber energi yang stabil, berkelanjutan, dan minim perawatan di lokasi yang sering kali terpencil.
Para peneliti mulai mencari [endekatan alternatif melalui pemanfaatan mikroorganisme alami di dalam tanah. Mikroba diketahui mampu memecah bahan organik dan melepaskan elektron sebagai bagian dari proses metabolisme. Prinsip ini telah lama dikenal dalam konsep sel bahan bakar mikroba, tetapi penerapannya masih terbatas karena masalah stabilitas dan efisiensi, terutama dalam kondisi tanah yang berubah-ubah.
Penelitian terbaru dari Northwestern University menghadirkan solusi dengan mengembangkan sel bahan bakar berbasis tanah yang mampu menghasilkan listrik dari aktivitas mikroba tersebut. Perangkat ini berukuran kecil, sekitar sebesar buku saku, dan dirancang khusus untuk menghidupkan sensor bawah tanah. Sistem bekerja dengan menangkap energi yang dilepaskan mikroba saat mengurai material organik, kemudian mengubahnya menjadi arus listrik dalam jumlah kecil namun cukup untuk kebutuhan perangkat berdaya rendah.
Pengujian menunjukkan bahwa teknologi ini mampu mengoperasikan sensor untuk mengukur kelembapan tanah dan mendeteksi sentuhan, yang berpotensi digunakan untuk memantau pergerakan hewan di suatu area. Sistem juga dilengkapi dengan antena kecil yang dapat mengirimkan data secara nirkabel dengan memanfaatkan pantulan sinyal radio, sehingga konsumsi energi tetap sangat rendah.
Keandalan perangkat menjadi salah satu aspek penting dalam penelitian ini. Hasil uji memperlihatkan bahwa sistem tetap berfungsi dalam berbagai kondisi, mulai dari tanah kering hingga lingkungan yang tergenang air. Dibandingkan teknologi serupa, perangkat ini mampu menghasilkan daya yang lebih stabil dan bertahan sekitar 120 persen lebih lama.
Dalam analisis lebih lanjut, para peneliti menyoroti bahwa pertumbuhan pesat perangkat Internet of Things menuntut solusi energi yang lebih ramah lingkungan. Penggunaan bahan seperti litium dan logam berat dalam skala besar dinilai tidak berkelanjutan. Mikroba tanah menawarkan alternatif menarik karena tersedia secara alami dan dapat menyediakan energi selama masih ada bahan organik yang dapat diuraikan.
Secara teknis, sel bahan bakar mikroba memiliki komponen dasar berupa anoda, katoda, dan elektrolit. Berbeda dengan baterai konvensional, sistem ini mengandalkan bakteri untuk menghasilkan elektron. Ketika elektron tersebut mengalir melalui rangkaian, arus listrik terbentuk dan dapat dimanfaatkan untuk perangkat elektronik kecil.
Tantangan utama dalam pengembangan teknologi ini sebelumnya adalah kebutuhan simultan akan oksigen dan kelembapan, yang sulit dijaga dalam kondisi bawah tanah. Untuk mengatasi kendala tersebut, tim peneliti mengembangkan desain baru dengan mengubah orientasi komponen utama. Anoda ditempatkan secara horizontal di dalam tanah untuk menjaga kontak dengan lingkungan lembap, sementara katoda diposisikan vertikal hingga permukaan untuk memastikan suplai oksigen tetap tersedia.
Desain ini juga dilengkapi penutup pelindung untuk mencegah masuknya kotoran serta ruang udara yang memungkinkan sirkulasi oksigen. Lapisan tahan air membantu perangkat tetap berfungsi saat terjadi banjir, sekaligus memungkinkan proses pengeringan yang lebih cepat setelah air surut.
Pengujian lapangan menunjukkan hasil yang menjanjikan. Dalam berbagai kondisi tanah, perangkat mampu menghasilkan daya hingga 68 kali lebih besar dari kebutuhan sensor yang digunakan. Temuan ini mengindikasikan bahwa teknologi tersebut cukup tangguh untuk diterapkan dalam kondisi nyata, baik di lahan pertanian maupun ekosistem alami.
Pengembangan selanjutnya difokuskan pada peningkatan efisiensi serta penggunaan material yang dapat terurai secara hayati. Peneliti juga menekankan pentingnya penggunaan bahan yang mudah diperoleh secara lokal untuk mengurangi ketergantungan pada rantai pasok global dan material langka.
Teknologi sel bahan bakar berbasis tanah menunjukkan bahwa mikroba alami dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi berkelanjutan untuk perangkat berdaya rendah. Dengan desain yang mampu mengatasi kendala lingkungan seperti kelembapan dan oksigen, sistem ini menawarkan alternatif yang lebih ramah lingkungan dibandingkan baterai konvensional, serta berpotensi mendukung perkembangan jaringan sensor di bidang pertanian dan pemantauan lingkungan.
Diolah dari artikel:
“Scientists develop dirt-powered fuel cell that could replace batteries” oleh Northwestern University. (njd)
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/04/260419054821.htm
