Kebutuhan energi ramah lingkungan terus meningkat seiring pertumbuhan kendaraan listrik dan perangkat elektronik modern. Namun, peningkatan ini diiringi dengan munculnya tantangan baru: menumpuknya limbah baterai litium-ion. Padahal, di dalam baterai bekas terkandung logam berharga seperti nikel, mangan, dan kobalt (NMC) yang sangat penting untuk material katoda. Jika dapat didaur ulang dengan cara yang lebih ramah lingkungan, limbah ini justru dapat menjadi sumber daya baru yang berharga.
Salah satu pendekatan yang kini banyak dikembangkan adalah jalur ekstraksi hijau. Metode ini memanfaatkan pelarut alami, asam organik, atau senyawa ramah lingkungan untuk mengekstrak logam dari baterai bekas. Berbeda dengan proses konvensional yang biasanya menggunakan bahan kimia keras dan menghasilkan limbah berbahaya, jalur hijau lebih aman, minim residu, dan mendukung prinsip keberlanjutan. Ion logam hasil ekstraksi ini kemudian dapat dijadikan bahan dasar pembuatan material katoda baru. Agen pereduksi menggunakan asam sitrat yang bersifat biodegradable.
Setelah proses ekstraksi, tahap berikutnya adalah sintesis material katoda berbasis nanopartikel dengan metode solvothermal. Teknik ini menggunakan reaktor bertekanan untuk mengontrol pembentukan partikel dalam skala nanometer. Hasilnya, didapatkan nanopartikel NMC dengan ukuran seragam, permukaan luas, serta struktur kristal yang lebih stabil. Keunggulan morfologi nano ini sangat penting karena dapat meningkatkan kinerja baterai, terutama pada aspek kapasitas penyimpanan energi dan daya tahan siklus pengisian–pengosongan.
Untuk memastikan kualitas material yang dihasilkan, dilakukan berbagai analisis seperti X-ray Diffraction (XRD) untuk struktur kristal, serta Scanning Electron Microscopy (SEM) dan uji konduktifitas untuk mengukur ketahanan konduktifitas. Hasil awal menunjukkan bahwa kombinasi jalur hijau dan metode solvothermal berhasil menghasilkan NMC nanopartikel dengan sifat unggul, seperti konduktivitas yang lebih baik dan kristalinitas tinggi. Hasil terbaik ditunjukkan bahwa hasil daur ulang Li-NMC menghasilkan katoda baterai berukuran nano partikel ~ 21 nm dengan morfologi spherical seragam dengan lapisan multilayer yang teratur. Alhasil, konduktifitas elektrik yang dihasilkan juga sangat baik yakni 0.00233 S/cm menjadikannya material dengan performa elektrokimia yang baik.
Pendekatan ini menjadi langkah penting dalam mendukung ekonomi sirkular di bidang energi. Dengan memanfaatkan kembali logam dari baterai bekas, kebutuhan terhadap penambangan bahan baku primer dapat dikurangi, sekaligus menekan dampak lingkungan. Ke depan, penelitian akan difokuskan pada uji performa elektrokimia di tingkat sel penuh untuk memastikan kelayakan material ini digunakan dalam baterai generasi baru. Jika berhasil, inovasi ini bukan hanya solusi teknis, tetapi juga kontribusi nyata menuju masa depan energi yang lebih berkelanjutan.
Tim Peneliti:
1. Asful Hariyadi, S.T., M. Eng. (Teknik Kimia/JRI/FRTI/ITK)
2. Mutia Reza, S.T., M.T. (Teknik Kimia/JRI/FRTI/ITK)
3. Rizqy Romadhona Ginting, S.T., M.T. (Teknik Kimia/JRI/FRTI/ITK)
1. Pengolaan limbah baterai Li-ion bekas yang tergolong kategori B3 (Bahan Berbahaya Beracun) untuk meminimalisasi dampaknya terhadap ekosistem lingkungan.
2. Penerapan teknologi ramah lingkungan dalam proses pelindian asam organik yang meminimalisir produk samping limbah yang berbahaya.
3. Penerapan siklus Daur ulang baterai Li-ion bekas sebagai sumber bahan baku katoda NMC menawarkan solusi untuk mengurangi ketergantungan pada sumber daya primer.
4. Keilmuan proses teknologi khususnya dalam investigasi metode solvotermal dalam menghasil kinerja nanomaterial yang memiliki uji kinerja yang tinggi sebagai komponen piranti energi masa depan.
5. Mendukung ekonomis sirkular dan riset inovasi berbasis sintesis nanomaterial baterai.