Indonesia terus mendorong diversifikasi sumber energi bersih, dan penelitian dari Dafa Rizki Kurniawan, mahasiswa Magister Teknik Sistem (MeTSi) UGM angkatan 2024 genap, memberikan warna baru dalam pengembangan biohidrogen, salah satu bentuk energi hijau yang tengah naik daun. Melalui pendekatan ilmiah yang terukur, Dafa mengembangkan strategi optimasi kultur mikroalga Chlorella vulgaris dengan memadukan proses biologis dan elektrokimia untuk meningkatkan produksi hidrogen terlarut.
Berbeda dari penelitian mikroalga pada umumnya yang hanya berfokus pada peningkatan biomassa, riset ini menempatkan produktivitas biohidrogen sebagai indikator utama. Untuk itu, Dafa menerapkan sistem hibrida biofotolisis–elektrolisis, yaitu kombinasi pemecahan molekul air berbasis cahaya menggunakan mikroalga dan rangsangan energi listrik dari luar. Pendekatan ini dirancang untuk mempercepat pembentukan hidrogen sekaligus mempertahankan stabilitas pertumbuhan sel.
Penelitian ini menguji tiga faktor utama: pH kultur, durasi pencahayaan, dan tegangan listrik. Melalui optimasi, diperoleh kondisi terbaik pada pH 10, pencahayaan 24 jam, dan tegangan 12 volt memberikan nilai desirability mencapai 0,955, yang menandakan kombinasi variabel tersebut menghasilkan performa paling optimal.
Pada kondisi tersebut, C. vulgaris menunjukkan peningkatan signifikan dalam aspek pertumbuhan maupun produksi energi:
- Kepadatan sel: 1,47 × 10⁷ sel/mL
- Biomassa: 523,75 mg/L
- Nilai OD: 0,636
- Produktivitas hidrogen: 227,101 ppb/hari
Melalui analisis pemodelan, model Gompertz terbukti paling akurat menggambarkan kinetika pertumbuhan dengan tingkat kecocokan mencapai 98,97% untuk OD dan 96,16% untuk jumlah sel. Temuan ini diperkuat oleh analisis korelasi Pearson, yang mengonfirmasi adanya hubungan positif kuat antara kepadatan sel dan produksi hidrogen (r = 0,724–0,764; p < 0,05). Artinya, semakin tinggi populasi mikroalga, semakin besar kemampuan sistem menghasilkan biohidrogen.
Menurut Dafa, hasil ini memberikan pemahaman ilmiah yang lebih mendalam mengenai bagaimana Chlorella vulgaris berperilaku di bawah konfigurasi hibrida biofotolisis–elektrolisis. “Riset ini membuka peluang rekayasa sistem produksi hidrogen hijau dengan efisiensi lebih tinggi dan pendekatan yang lebih tepat sasaran,” jelasnya.
Lebih jauh, penelitian ini diharapkan menjadi pijakan awal pengembangan teknologi biohidrogen di Indonesia. Temuan tersebut sangat relevan bagi upaya transisi energi, terutama dalam mendorong riset lanjutan terkait scale-up fotobioreaktor, efisiensi energi sistem hibrida, dan integrasi proses biologis–elektrokimia pada skala industri.
Dengan penelitian ini, Dafa Rizki Kurniawan memperkuat posisi MeTSi UGM sebagai pusat inovasi yang proaktif dalam menghadirkan solusi teknologi untuk masa depan energi hijau.
Ditulis oleh Arham & Humas MeTSi