Analisis black mass menjadi kunci daur ulang baterai bekas efisien. Ini inovasi SHERLOCK, solusi industri, peluang ekonomi sirkular, dan langkahnya. Potensi baterai bekas di Indonesia melonjak hingga 12 Gigawatt-hour (GWh) atau sekitar 57.000 hingga 120.000 ton pada tahun 2030.
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
TechnoMachinews.id – Fraunhofer ISC (sumber): Ledakan kendaraan listrik membuat kebutuhan baterai lithium-ion terus meningkat, sekaligus menghadirkan persoalan baru: bagaimana mengelola baterai bekas secara efisien dan berkelanjutan?
Di balik proses daur ulang, terdapat material bernama black mass yang menyimpan lithium, nikel, kobalt dan grafit dengan nilai sangat tinggi.
Akan tetapi, komposisinya dapat berbeda-beda akibat jenis baterai, usia, riwayat penggunaan, hingga metode daur ulang.
Kondisi ini menunjukkan bahwa masa depan industri baterai tidak hanya ditentukan oleh kemampuan memproduksi baterai baru, tetapi juga oleh ketepatan membaca dan mengolah material hasil daur ulang.
Analisis dan evaluasi yang andal terhadap bahan daur ulang baterai untuk siklus material yang efisien dalam produksi baterai.
Peraturan Baterai Uni Eropa saat ini menetapkan kuota daur ulang yang ambisius. Prasyarat utama untuk daur ulang baterai bekas yang efisien adalah proses daur ulang yang cerdas, penilaian yang andal, dan pemrosesan berkualitas tinggi dari bahan daur ulang dari baterai lithium-ion.
Proyek SHERLOCK adalah inisiatif penelitian yang bertujuan untuk mengatasi tantangan ini, yang merupakan langkah lain menuju ekonomi sirkular yang layak secara ekonomi dan berkelanjutan untuk baterai bekas.
Mengingat ketersediaan sumber daya yang terbatas dan meningkatnya persyaratan peraturan, daur ulang baterai menjadi semakin penting. Rantai nilai yang tangguh dan berkelanjutan sangat penting bagi penyedia elektromobilitas Jerman dan Eropa.
Selain proses daur ulang yang efisien, fokusnya terutama pada karakterisasi analitis yang andal dari produk antara proses.
Salah satu produk antara utama tersebut adalah apa yang disebut massa hitam atau black mass.
Material berbutir halus ini mengandung unsur-unsur berharga seperti litium, nikel, kobalt, dan grafit—komposisinya sangat bervariasi bergantung pada jenis baterai, kondisi penuaannya, riwayat penggunaannya, dan proses daur ulangnya.
Variabilitas ini, bersama dengan adanya pengotor, saat ini mempersulit pemrosesan lebih lanjut dan dapat menyebabkan hilangnya efisiensi atau kualitas material daur ulang.
Pengembangan standar mutu untuk produk daur ulang black mass atau massa hitam.
Di sinilah SHERLOCK berperan: Proyek ini mengembangkan metode analisis dan karakterisasi baru yang memungkinkan evaluasi material hitam yang tepat dan dapat direproduksi.
Tujuannya adalah untuk mendefinisikan standar mutu dan menghasilkan rekomendasi konkret untuk proses daur ulang selanjutnya. Pekerjaan ini didasarkan pada material hitam industri nyata dan material model yang diproduksi secara khusus dengan sifat-sifat yang ditentukan.
Hal ini memungkinkan untuk secara sistematis menyelidiki efek pengotor tertentu dan untuk memvalidasi metode analitik secara terarah.
Fokus khusus adalah pada penyelidikan pengaruh kontaminan pada proses daur ulang langsung dan hidrometalurgi.
Hal ini akan menghasilkan serangkaian kriteria komprehensif untuk mengevaluasi material hitam, yang akan memungkinkan pemilihan jalur daur ulang yang dioptimalkan di masa mendatang.
Secara paralel, metode baru untuk penghilangan pengotor secara terarah sedang dikembangkan untuk secara signifikan meningkatkan kualitas bahan baku yang dipulihkan.
Metodologi yang dapat ditransfer dan diperluas
Selain teknik yang sudah mapan seperti analisis fluoresensi sinar-X sinkrotron (SR-XRF), analisis fluoresensi sinar-X refleksi total (TXRF), dan spektrometri emisi optik atau spektrometri massa plasma yang digabungkan secara induktif (ICP-OES/MS).
Proyek ini menggunakan resonansi magnetik nuklir domain waktu (TD-NMR), spektroskopi partikel magnetik (MPS/COMPASS), dan spektroskopi plasma yang diinduksi laser (LIBS).
Dengan metode-metode ini memungkinkan karakterisasi rinci sifat struktural, magnetik, dan kimia material hitam dan memberikan informasi berharga tentang komposisi, kemurnian, heterogenitas, dan potensi bahayanya.
Hal ini memungkinkan klasifikasi aliran material yang lebih terarah, penilaian keselamatan, dan pemrosesannya selanjutnya menjadi material berkualitas tinggi.
Salah satu hasil utama proyek ini adalah pengembangan spesifikasi teknis yang mendefinisikan pedoman standar untuk persiapan sampel, strategi kalibrasi, dan kondisi pengukuran.
Ini akan memberikan dasar untuk metode analitik yang dapat ditransfer dan diperluas secara industri yang dapat digunakan secara andal baik di laboratorium penelitian maupun aplikasi praktis. Spesifikasi ini juga akan diajukan ke komite standar DIN dan ISO.
Selain itu, proyek ini menilai potensi rantai proses daur ulang hibrida yang secara strategis menggabungkan pendekatan langsung dan hidrometalurgi. Tujuannya adalah untuk memanfaatkan sinergi dan lebih meningkatkan efisiensi pemulihan material.
Konsorsium yang kuat di sepanjang rantai nilai
Proyek ini melibatkan Universitas Münster (MEET Battery Research Center), Physikalisch-Technische Bundesanstalt (Berlin), Bundesanstalt für Materialsforschung und -prüfung (Berlin), Fraunhofer Institute for Silicate Research (Würzburg), Öko-Institut eV (Darmstadt), dan mitra industri Pure Devices GmbH dan phase VISION GmbH.
Konsorsium didukung oleh mitra terkait dari industri daur ulang, yang memasok proyek ini dengan bahan baku hitam yakni material dari proses daur ulang mereka serta menyediakan layanan konsultasi tematik.
Proyek SHERLOCK merupakan langkah krusial menuju ekonomi sirkular dalam daur ulang baterai yang berbasis data dan terjamin kualitasnya.
Proses daur ulang yang dioptimalkan serta integrasi kembali bahan baku sekunder secara efisien ke dalam siklus produksi juga dapat berkontribusi pada pengurangan emisi gas rumah kaca hingga 25 persen.
Proyek ini memperkuat kedaulatan teknologi industri dan memberikan kontribusi signifikan terhadap transformasi elektromobilitas yang berkelanjutan.
Limbah baterai bekas di Indonesia 12 Gigawatt-hour (GWh)
Sementara itu, potensi baterai bekas di Indonesia diproyeksikan melonjak tajam seiring pesatnya adopsi kendaraan listrik (EV) dan digitalisasi, dengan perkiraan volume limbah baterai EV mencapai 12 Gigawatt-hour (GWh) atau berkisar antara 57.000 hingga 120.000 ton pada tahun 2030.
Angka itu diprediksi melesat hingga 322.000 ton pada tahun 2035 demikian iesr.or.id
Bagaimana sikap pelaku industri di Indonesia? Kita harus membuat standardisasi black mass. Industri perlu memiliki standar kualitas yang jelas agar material hasil daur ulang dapat diklasifikasikan dan diproses secara konsisten.
Perkuat teknologi karakterisasi.Pemanfaatan SR-XRF, TXRF, ICP-OES/MS, TD-NMR, MPS/COMPASS, dan LIBS dapat membantu mengidentifikasi komposisi, kemurnian, heterogenitas, hingga potensi bahaya material.
Selanjutnuya bangun rantai daur ulang berbasis data. Data karakterisasi yang akurat memungkinkan industri memilih jalur _direct recycling_ atau hidrometalurgi sesuai karakteristik material.
Kembangkan metode penghilangan kontaminan. Black mass yang lebih bersih akan meningkatkan kualitas bahan baku sekunder sekaligus mengurangi kehilangan material bernilai.
Percepat standardisasi lintas industri. Metodologi yang dikembangkan perlu ditransfer dari laboratorium ke skala industri dan diarahkan menjadi standar DIN maupun ISO.
Kolaborasikan riset dan industri. Keterlibatan universitas, lembaga riset, regulator, dan pelaku industri penting agar inovasi tidak berhenti pada tahap penelitian.
Lihat baterai bekas sebagai sumber daya. Perusahaan perlu mengubah perspektif dari sekadar limbah menjadi sumber bahan baku strategis untuk industri masa depan.
Fenomena meningkatnya penggunaan baterai lithium-ion membawa refleksi bahwa transisi menuju kendaraan listrik tidak akan benar-benar berkelanjutan jika persoalan baterai di akhir masa pakainya diabaikan.
Tantangan industri kini bukan sekadar mendaur ulang baterai, melainkan memastikan material seperti _black mass_ dapat dianalisis, diklasifikasikan, dan diproses dengan kualitas yang terukur.
Di sinilah peluang besar muncul: teknologi karakterisasi yang lebih presisi dapat membuka jalan bagi rantai pasok bahan baku sekunder yang lebih efisien sekaligus memperkuat ekonomi sirkular.
Proyek SHERLOCK menjadi contoh nyata bagaimana riset, teknologi analitik, standardisasi, dan kolaborasi industri dapat dipadukan untuk menjawab persoalan tersebut.
Dengan pengembangan metode yang dapat ditransfer dan diperluas ke aplikasi industri, daur ulang baterai berpotensi menjadi lebih efisien sekaligus membantu mengurangi emisi dan ketergantungan terhadap bahan baku primer.
Saatnya kita melihat limbah baterai bukan sebagai akhir perjalanan, tetapi sebagai awal peluang teknologi baru—dan mulai bergerak mengikuti transformasi industri yang sedang berlangsung. #SalamSobatTechnoMachinews
