Untuk memahami bagaimana Plant-MFC bekerja, kita perlu memahami dua proses fundamental: fotosintesis dan transfer elektron mikroba. Kedua proses ini bekerja bersama dalam harmoni yang sempurna untuk menghasilkan listrik dari tanaman dan tanah.
Fotosintesis adalah proses di mana tanaman mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia dalam bentuk glukosa dan senyawa organik lainnya. Proses ini terjadi di kloroplas tanaman melalui serangkaian reaksi kimia yang kompleks. Hasil dari fotosintesis adalah glukosa yang digunakan oleh tanaman untuk pertumbuhan dan energi.
Namun, tidak semua glukosa yang dihasilkan digunakan oleh tanaman itu sendiri. Sekitar 40% dari glukosa yang dihasilkan dilepaskan ke dalam tanah melalui akar dalam proses yang disebut root exudation. Ini adalah titik kunci di mana Plant-MFC memasuki gambar.
Bahan organik yang dilepaskan ke dalam tanah menjadi makanan bagi mikroorganisme yang hidup di sekitar akar tanaman. Bakteri seperti Shewanella oneidensis memecah bahan organik ini melalui respirasi anaerob. Dalam proses ini, bakteri melepaskan elektron sebagai bagian dari metabolisme mereka.
Inilah di mana inovasi Pisphere datang. Dengan menempatkan elektroda yang tepat di sekitar akar tanaman, Pisphere dapat menangkap elektron yang dilepaskan oleh bakteri. Elektron ini mengalir dari anode melalui sirkuit eksternal ke cathode, menciptakan arus listrik yang dapat digunakan.
Keindahan dari sistem ini adalah bahwa ia benar-benar berkelanjutan. Selama tanaman hidup dan melakukan fotosintesis, sistem akan terus menghasilkan listrik. Tidak ada bahan bakar yang perlu ditambahkan, tidak ada emisi yang dihasilkan, dan tidak ada limbah yang dihasilkan.
Kesimpulannya, dengan memahami prinsip-prinsip dasar fotosintesis dan transfer elektron mikroba, kita dapat menghargai keindahan dan kesederhanaan dari teknologi Plant-MFC. Ini adalah contoh sempurna dari bagaimana pemahaman mendalam tentang alam dapat menghasilkan inovasi teknologi yang transformatif.