Performance Enhancement of Microbial Fuel Cells from Fishery Wastewater Using Boost Converter Device
Abstrak
Electricity is a fundamental need in daily life. Fossil energy is commonly used to generate electricity; however, as a non-renewable resource, it will eventually be depleted without innovations involving renewable energy. Fishery wastewater can generate electricity using the Microbial Fuel Cell (MFC) system. However, the electricity produced is relatively low. This study aims to increase the electrical voltage generated from pindang fish wastewater in an MFC system by integrating a boost converter circuit. The research was conducted using five MFC systems connected in series and linked to a boost converter. The electrical output of the MFC system with the boost converter circuit showed a voltage of 12.13±0.87 V, a current of 0.86±0.20 mA, and a power output of 10.50±3.11 mW. In contrast, the system without the boost converter produced a voltage of 2.24±0.26 V, a current of 0.17±0.03 mA, and a power output of 0.38±0.11 mW. The increase in electricity output demonstrates the functionality of the boost converter circuit. Additionally, the MFC system effectively reduced BOD, COD, and TAN values in the fishery wastewater.
Unduh
Referensi
Alwahab, 2017. Profil Energi Listrik Terbarukan melalui Teknologi Microbial Fuel Cell dari Beberapa Substrat Potensial [thesis]. Kendari: Universitas Halu Oleo.
[APHA] American Public Health Asociation. 2012. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition. American Public Health Association, New York.
Astuti, A.D., 2014. Pemanfaatan Limbah Cair Pemindangan Ikan. Jurnal Litbang. 10(2), 114-122.
Astuti, A.D., Rosemalia, I., 2022. Review: Penurunan BOD (Biological Oxygen Demand) Limbah Cair Domestik dengan Teknik Fitoremediasi. Jurnal Unitek. 15(1), 59-72.
Azzarkasyi, M., Rizal, S., Fatmaliana, A., 2020. Elektronika Dasar (Teori, Komponen, dan Penerapan). Natural Aceh, Aceh.
Berliana, A., 2016. Biodegradabilitas Bakteri Isolat Lokal Pendegradasi Lipid [undergraduate thesis]. Bandar Lampung: Universitas Lampung.
Boyd, C.E., 1990. Water Quality in Ponds for Aquaculture. Agricultural Experiment Station, Alabama.
Budiman, S., 2004. Proses Pemindangan. Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta.
Cagayana, Samudro, G., Hadiwidodo, M., 2018. Penentuan Pengadukan Optimum berdasaran Pengomposan dan Produksi Listrik dalam CSMFCS (Compost Solid Phase Microbial Fuel Cells). Jurnal Sains dan Teknologi Lingkungan. 10(2), 88-100.
Dewan Energi Nasional, 2019. Outlook Energi Indonesia (OEI). [was accessed on 22 March 2022]. https://www.esdm.go.id/assets/media/content/content-outlook-energi-indonesia-2019-bahasa-indonesia.pdf
Harahap, M.R., Amanda, L.D., Matondang, A.H., 2020. Analisis Kadar COD (Chemical Oxygen Demand) dan TSS (Total Suspended Solid) pada Limbah Cair dengan Menggunakan Spektrofotometer. AMINA. 2(2), 79-83.
Hermayanti, A., Nugraha, I., 2014. Potensi Perolehan Energi Listrik dari Limbah Cair Industri Tahu dengan Metode Salt Bridge Microbial Fuel Cell. Jurnal Sains Dasar. 3(2), 162-168.
Ibrahim, B., 2005. Kaji Ulang Sistem Pengolahan Limbah Cair Industri Hasil Perikanan Secara Biologis dengan Lumpur Aktif. Buletin Teknologi Hasil Perikanan. 8(1), 31-41.
Ibrahim, B., Suptijah, P., Adjani, Z.N., 2017. Kinerja Microbial Fuel Cell Penghasil Biolistrik Dengan Perbedaan Jenis Elektroda pada Limbah Cair Industri Perikanan. Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia. 20(2), 296-304.
Ibrahim, B., Suptijah, P., Rosmalawati, S., 2014. Kinerja Rangkaian Seri Sistem Microbial Fuel Cell Sebagai Penghasil Biolistrik dari Limbah Cair Perikanan. Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia. 17(1), 71-79.
Itqiyyah, S., 2022. Biolistrik Pada Microalgae-Microbial Fuel Cell (MMFC) Menggunakan Limbah Cair Pemindangan dan Spirulina Platensis Dengan Salinitas Berbeda [undergraduate thesis]. Bogor: IPB University.
Kaushik, A., Chetal, A., 2013. Power Generation in Microbial Fuel Cell Fed with Post Methanation Distillery Effluent as A Function of pH Microenvironment. Bioresource Technology. 147, 77-83.
[KEPMEN-RI] Keputusan Menteri Republik Indonesia. 2018. Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia Nomor 1567 K/21/MEM/2018 Tentang Pengesahan Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik PT Perusahaan Listrik Negara (PERSERO) Tahun 2018 s.d 2027. Jakarta(ID): Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia
Koffi, N.J., Okabe, S., 2020. Domestic Wastewater Treatment and Energy Harvesting by Serpentine Up-Flow Mfcs Equipped with PVDF-Base Activated Carbon Air-Chatodes and A Low Voltage Booster. Chemical Engineering Journal. 380, 1-9.
Kothapalli, A.L., 2013. Sediment Microbial Fuel Cell as Sustainable Power Resource [thesis]. Milwaukee: University of Wisconsin Milwaukee.
Kurniati, E., Haji, A.T.S., Permatasari, C.A., 2019. Pengaruh Penambahan EM4 dan Jarak Elektroda terhadap Listrik yang dihasilkan MFC (Air Lindi). Jurnal Sumberdaya Alam dan Lingkungan. 6(3), 19-30.
Lestari, A.P, Ain, C., 2014. Karakteristik dan Toksisitas Limbah Cair dari Kegiatanperikanan di Pasar Kobong, Semarang terhadap Chlorella sp. Management of Aquatic Resources Journal. 3(4), 201– 207.
Liu, H., Logan, B.E., 2004. Electricity Generation Using an Air-Cathode Single Chamber Microbial Fuel Cell in The Presence and Absence of a Proton Exchange Membrane. Environmental Science and Technology. 38(14): 4040-4046.
Logan, B.E., 2008. Microbial Fuel Cells. Hoboken, Wiley.
Logan, B.E., Hamelers, B., Rozendal, R., Schronder, U., Keller, J., Freguia, S., Aelterman, P., Verstraete, W., Rabaey, K., 2006. Microbial Fuel Cells: Methodology and Technology. Environmental Science & Technology. 40(17), 5181-5192.
Marta, M.B., Yahya, Nursyam, H., 2021. Pengolahan Limbah Cair Industri Pembekuan Ikan Kaca Piring (Sillago sihama) menggunakan Kombinasi Bakteri Acinetobacter baumannii, Bacillus megaterium, Nitrococcus Sp. dan Pseudomonas putida Secara Aerob. Jurnal of Tropical AgriFood. 3(1), 49-62.
Mulyanto, N.D., 2016. Boost Converter sebagai Pengatur Tegangan untuk Motor Listrik DC Magnet Permanen [undergraduate thesis]. Jember: Universitas Jember.
Ni’am, M.F., Othman, F., Sohaili, J., Fauzia, Z., 2007. Removal of COD and Turbidity to Improve Wastewater Quality Using Electrocoagulation Technique. The Malaysian of Journal Analytical Sciences. 11(1), 198-205.
Pamungkas, M.T.O.A., 2016. Studi Pencemaran Limbah Cair dengan Parameter BOD5 dan Ph di Pasar Ikan Tradisional dan Pasar Modern di Kota Semarang. Jurnal Kesehatan Masyarakat. 4(2), 166-175.
Paramita, P., Shovitri, M., Kuswytasari, N.D., 2012. Biodegradasi Limbah Organik Pasar Dengan Menggunakan Mikroorganisme Alami Tangki Septik. Jurnal Sains dan Seni ITS. 1(1), 23-26.
[PERMEN-LH] Peraturan Menteri Lingkungan Hidup. 2014. Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 Tentang Baku Mutu Air Limbah. Jakarta (ID): Kementerian Lingkungan Hidup Republik Indonesia.
Rahmad, M., Angelia, Y., Sahal, M., 2007. Perancangan Rangkaian Aplikasi Dasar Transistor Bopolar. Jurnal Geliga Sains. 1(1), 38-44.
Rashid, M.H., 2003. Power Electronics Handbook Third Edition. Elsevier, United States.
Retnosari, A.A., Shovitri, M., 2013. Kemampuan Isolat Bacillus sp. dalam Mendegradasi Limbah Tangki Septik. Jurnal Sains dan Seni ITS. 2(1), 7-11.
Rosmalawati, S., 2014. Kinerja Rangkaian Seri pada Sistem Microbial Fuel Cell sebagai Penghasil Biolistrik dari Limbah Cair Perikanan [undergraduate thesis]. Bogor: IPB Universitu.
Rosman, N.A., Risdayana, Yuliani, E., Vovi, 2020. Karakteristik Arus dan Tegangan pada Rangkaian Seri dan Rangkaian Parallel dengan Menggunakan Resistor. Jurnal Ilmiah D’Computare. 9(7), 40-43.
Safitri, U.N., Anggo, A.D., Fahmi, A.S., 2020. Kinerja Sedimen Microbial Fuel Cell Penghasil Listrik dengan Nutrien Limbah Industri Filet Ikan. Jurnal Ilmu dan Teknologi Perikanan. 2(1), 20-28.
Salimin, Z., Rachmadetin, J., 2011. Denitrifikasi Limbah Radioaktif Cair yang Mengandung Asam Nitrat dengan Proses Biooksidasi. In: Martono, H. [Eds]. Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah IX, Tangerang, Indonesia, October 5, 2011. 149-157.
Saragih, V., Melaca, K.M., 2018. Pengaruh Eksternal Resistensi dan Penambahan Molasseses pada Lumpur Lapindo Untuk Menghasilkan Biolistrik [undergraduate thesis]. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Sari, D.R., Hidaya, C., 2017. Studi Pemanfaatan Lumpur sebagai Sumber Alternatif Energi dengan Menggunakan Microbial Fuel Cells (MFCs) [undergraduate thesis]. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Sitorus, B., 2010. Diversifikasi Sumber Energi Terbarukan melalui Penggunaan Air Buangan dalam Sel Elektrokimia Berbasis Mikroba. Jurnal ELKHA. 2(1), 10-15.
Sugiyono, A., Anindhita, Fitriana, I., Wahid, L.O., Adiarso, 2019. Dampak Peningkatan Pemanfaatan Energi Terbarukan Terhadap Perekonomian Nasional. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, Jakarta.
Suyanto, E., Mayangsari, A., Wahyuni, A., Zuhro, F., Isa, S., Sutariningsih, S.E., Retnaningrum, E., 2010. Pemanfaatan Limbah Cair Domestic IPAL Kricak sebagai Substrat Generator Elektrisitas melalui Teknologi Microbial Fuel Cell Ramah Lingkungan. Seminar Nasional Biologi, Yogyakarta, Indonesia, September 24- September 25, 2010.
Zhang, Y., Xu, Q., Huang, G., Zhang, L., Liu, Y., 2020. Effect of Dissolved Oxygen Concentration on Nitrogen Removal and Electricity Generation in Self pH-Buffer Microbial Fuel Cell. International Journal of Hydrogen Energy. 45(58), 34099-34109.
