Pemanenan arus listrik dari sistem fotosintesis biologis biasanya dicapai dengan merendam sistem ke dalam larutan elektrolit. Sekarang, peneliti dari Institut Teknologi Techn-Israel telah, untuk pertama kalinya, menggunakan tanaman sukulen untuk membuat “sel bio-surya” hidup yang berjalan pada fotosintesis.
Semua proses biologis alami sel hidup—mulai dari bakteri dan jamur hingga tanaman dan hewan—melibatkan pergerakan elektron. Namun, sel dapat menghasilkan listrik eksternal, asalkan ada elektroda. Peneliti menggunakan bakteri untuk membuatnya sel bahan bakar di masa lalu, tetapi mikroba membutuhkan makan terus menerus. Sebaliknya, para ilmuwan, termasuk tim Noam Adir, beralih ke fotosintesis untuk menghasilkan arus.
Cahaya menggerakkan aliran elektron air selama proses ini, yang akhirnya menghasilkan oksigen dan gula. Seperti sel surya, ini menyiratkan bahwa sel fotosintetik hidup terus menerus memiliki aliran elektron yang dapat ditarik sebagai "arus foto" dan digunakan untuk memberi daya pada sirkuit eksternal.
Beberapa tanaman memiliki kutikula yang tebal untuk menyimpan air dan nutrisi di dalam daunnya, seperti sukulen yang ditemukan di daerah gersang. Sebagai larutan elektrolit sel elektrokimia, Yaniv Shlosberg, Gadi Schuster, dan Adir bermaksud untuk pertama kali mengeksplorasi jika fotosintesis dalam succulents mungkin menghasilkan energi untuk sel surya hidup.
Menggunakan sukulen Corpuscularia lehmannii, sering dikenal sebagai “tanaman es”, para peneliti menghasilkan sel surya hidup. Mereka menguji salah satu daun tanaman dengan memasukkan anoda besi dan katoda platina, dan mereka menemukan bahwa tegangannya 0.28V. Itu bisa menghasilkan arus lebih dari satu hari ketika terpasang ke sirkuit dan mencapai kerapatan arus foto hingga 20 A/cm2.
Meskipun angka-angka ini lebih rendah dari yang biasa baterai alkaline, mereka hanya berlaku untuk satu daun. Menurut penyelidikan sebelumnya pada perangkat organik analog, banyak daun yang dihubungkan secara seri dapat meningkatkan tegangan. Tim sengaja menciptakan sel surya hidup agar proton dalam larutan daun internal dapat bergabung di katoda untuk membuat gas hidrogen, yang kemudian dapat dikumpulkan dan digunakan untuk tujuan lain. Menurut para peneliti, pendekatan mereka dapat membantu mengembangkan solusi energi ramah lingkungan yang multiguna dan berkelanjutan di masa depan.
Referensi Jurnal:
- Yaniv Shlosberg, Gadi Schuster dan Noam Adir. Sel Bio-Fotoelektrokimia Tertutup Sendiri pada Tanaman Sukulen. Bahan & Antarmuka Terapan ACS. DOI: 10.1021/acsami.2c15123
