Ilustrasi dari perangkat Air-Gen (UMass Amherst/Yao and Lovley labs/Ella Maru Studio)

Para peneliti telah berhasil mengembangkan suatu perangkat yang dapat menghasilkan listrik dengan memanfaatkan kelembapan udara dan sejenis mikroba.

Beberapa bakteri seperti Geobacter sulfurreducens memiliki fitur semacam benang yang dapat menghantarkan listrik yang juga bisa disebut sebagai kawat nano (nanowire). Para ilmuwan  memanfaatkan interaksi dari kawat nano Geobacter dengan udara di sekitarnya dalam sebuah perangkat melalui bantuan elektroda.

Dilaporkan di jurnal Nature, Jun Yao dan Derek Lovley dari UMass Amherst telah menciptakan suatu perangkat yang mereka sebut sebagai “Air-Gen” atau generator bertenaga udara.

Air-Gen menggunakan kawat nano yang terbuat dari protein dari Geobacter. Kawat nano tersimpan di atas permukaan elektroda sebagai lapisan tipis setebal 10 mikron. Lapisan film ini sebagian tertutup oleh elektroda lainnya yang berukuran lebih kecil.

Ketika lapisan tipis dari kawat nano protein menyerap uap air dari udara sekitar, arus listrik dihasilkan di antara kedua elektroda. Listrik yang dihasilkan oleh lapisan tipis dapat dipertahankan. Para peneliti menjelaskan bahwa ini disebabkan oleh gradien kelembaban yang dipertahankan dari lapisan tipis yang secara terus menerus menyerap uap air di udara.

Kombinasi dari konduktivitas listrik dan kimia permukaan lapisan tipis dari kawat nano protein, ditambah dengan pori-pori yang sangat halus di antara kawat nano, menetapkan kondisi yang menghasilkan arus listrik di antara dua elektroda.

“Kami benar-benar membuat listrik dari udara terbuka,” dari University of Massachusetts Amherst. “Air-Gen menghasilkan energi bersih 24/7.”

Teknologi ini tidak menghasilkan polusi, terbarukan, dan lebih murah. Dapat menghasilkan listrik bahkan di daerah dengan kelembapan yang sangat rendah seperti Gurun Sahara. Memiliki keuntungan signifikan dibandingkan bentuk energi terbarukan lainnya termasuk listrik bertenaga matahari dan angin, Lovley mengatakan, karena tidak seperti sumber energi terbarukan lainnya, Air-gen tidak memerlukan sinar matahari atau angin, dan “bahkan dapat bekerja di dalam ruangan.”

Para peneliti mengatakan bahwa saat ini perangkat Air-gen hanya mampu memberikan kekuatan listrik yang kecil, dan mereka berharap untuk membawa penemuan ini ke skala komersial secepat mungkin. Langkah selanjutnya yang mereka rencanakan termasuk mengembangkan Air-gen berukuran kecil yang dapat memberikan tenaga listrik pada perangkat berbagai peralatan elektronik seperti alat monitor kesehatan dan kebugaran dan jam tangan pintar, sehingga dapat menggantikan tenaga baterai tradisional. Mereka juga berharap untuk mengembangkan Air-gen untuk diterapkan pada ponsel sehingga menghilangkan pengisian berkala.

Yao mengatakan, “Tujuan utamanya adalah membuat sistem pada skala besar. Misalnya, teknologi tersebut dapat dimasukkan ke dalam cat tembok yang dapat membantu memberi daya pada rumah Anda. Atau, kami dapat mengembangkan generator bertenaga udara yang memasok listrik di luar jaringan. Begitu kita mencapai skala industri untuk produksi kawat, saya sepenuhnya berharap bahwa kita dapat membuat sistem besar yang akan memberikan kontribusi besar bagi produksi energi berkelanjutan.”

Lebih jauh untuk memajukan kemampuan dari Geobacter, Lovley mengembangkan strain mikroba baru untuk menghasilkan kawat nano protein secara massal, lebih banyak dan lebih murah. “Kami mengubah E. coli menjadi pabrik kawat nano protein,” katanya.

Lovley menemukan mikroba Geobacter di lumpur Sungai Potomac lebih dari 30 tahun yang lalu. Laboratoriumnya kemudian menemukan kemampuannya untuk menghasilkan kawat nano protein yang dapat menghantarkan listrik.

“Saya melihat bahwa ketika kawat nano dihubungi dengan elektroda dengan cara tertentu, perangkat menghasilkan arus. Saya menemukan bahwa paparan kelembapan atmosfer sangat penting dan dikarenakan kawat nano protein menyerap air, menghasilkan gradien tegangan di seluruh perangkat.” kata Xiaomeng Liu salah satu anggota tim dari lab Yao.

Selain Air-gen, laboratorium Yao telah mengembangkan beberapa aplikasi lainnya menggunakan kawat nano protein. “Ini hanyalah sebuah langkah awal dari era baru perangkat elektronik berbasis protein,” kata Yao. (ikons.id)