Rare earth elements yang kerap disebut langka sebenarnya tidak benar-benar langka. Kesulitannya justru terletak pada proses pengolahan mineral ini menjadi bentuk murni yang dapat digunakan dalam produk teknologi seperti elektronik dan energi bersih. Proses standar pengolahan mineral ini seringkali beracun dan merusak lingkungan, sehingga produksi global banyak dialihkan ke China.
Supra, sebuah startup yang lahir dari Universitas Texas di Austin, menghadirkan solusi alternatif yang lebih bersih dan murah untuk menangkap mineral kritis yang tersembunyi dalam limbah industri. Teknologi mereka memanfaatkan reseptor supramolekuler—molekul yang dirancang khusus untuk menangkap mineral tertentu, layaknya sarung tangan menangkap bola.
Mekanisme “Spon Kimia” untuk Menyerap Mineral
Teknologi Supra dapat diibaratkan sebagai “spon kimia”. Nanometer reseptor yang mereka kembangkan tertanam dalam suatu polymer berpori kecil sehingga luas permukaannya sangat besar. Material ini kemudian dicetak 3D menjadi cartridge yang dapat digunakan ulang.
Kalau diaplikasikan di lokasi pertambangan atau pabrik, limbah tailing atau air limbah dialirkan melalui cartridge tersebut. Masing-masing cartridge menargetkan elemen mineral tertentu. Reseptor menangkap mineral dalam medium alkohol lalu melepaskannya saat dibilas dengan air. Proses ini hemat energi, minim penggunaan bahan kimia beracun, dan diklaim 100 kali lebih selektif serta lebih cepat dibandingkan metode pemurnian rare earth saat ini.
Efektivitas dan Potensi Aplikasi
Dalam pengujian laboratorium pada unsur kobalt, teknologi ini berhasil menyerap 100% unsur tersebut sekaligus memisahkannya dari unsur lain seperti lithium dalam larutan yang sama. Teknologi ini juga dapat disesuaikan untuk berbagai jenis elemen, menjadikannya sangat fleksibel.
Supra saat ini fokus pada scandium dan gallium yang merupakan rare earth element penting namun saat ini diimpor hampir seluruhnya dari China. Produknya diarahkan untuk mengambil scandium dalam jejak limbah industri di Amerika Serikat, dengan harapan mengubah model pasokan mineral tersebut.
Nilai Ekonomi dan Rencana Komersialisasi
Harga scandium sangat bervariasi tergantung dari kemurniannya. Untuk kadar kemurnian 99,9%, harganya mencapai sekitar 300 dolar per kilogram. Harga ini melonjak drastis menjadi 3.200 dolar pada kemurnian 99,99%, dan bahkan mencapai setengah juta dolar untuk tingkat kemurnian 99,9999%. Supra saat ini masih mengoptimalkan proses pemurniannya dan menargetkan tingkat kemurnian tertinggi ini. Perusahaan berencana melakukan uji coba pilot bersama mitra industrinya dalam waktu dekat.
Inovasi Lokal untuk Tantangan Global
Selain Supra, beberapa startup lain juga mengembangkan teknologi serupa untuk memproduksi rare earth di Amerika Serikat. Contohnya Phoenix Tailings yang mengolah material tambang dan limbah, serta Cyclic Materials yang fokus pada daur ulang produk elektronik bekas. Fokus awal Supra adalah memenuhi kebutuhan pasar AS guna mengurangi ketergantungan impor.
Namun, Supra juga berambisi memasuki pasar global, termasuk China, untuk membantu mengatasi tantangan polusi yang disebabkan oleh produksi rare earth konvensional di sana. Profesor kimia Jonathan Sessler yang mengepalai tim teknis perusahaan menyatakan bahwa dunia selama ini membiarkan China menanggung beban lingkungan dari produksi mineral kritis ini.
Proses Ramah Lingkungan dan Berkelanjutan
Teknologi Supra menawarkan solusi pengelolaan limbah yang tidak hanya mengurangi polusi tetapi juga mengubah limbah menjadi sumber mineral berharga. Dengan cara mengoptimalkan penggunaan bahan kimia yang ramah dan proses yang hemat energi, inovasi ini memberi harapan baru untuk produksi mineral kritis yang lebih berkelanjutan.
Langkah-Langkah Inovasi Supra
- Membuat reseptor supramolekuler khusus untuk tiap elemen mineral.
- Menanamkan reseptor tersebut dalam polymer berpori.
- Mencetak material menjadi cartridge 3D yang bisa digunakan ulang.
- Melalui cartridge, limbah dialirkan agar mineral tertangkap dalam alkohol.
- Mineral dilepaskan dengan dibilas air, siap untuk dikumpulkan dan dimurnikan lebih lanjut.
Model ini membuka peluang dalam pemanfaatan limbah industri dan elektronik sebagai sumber mineral kritis yang selama ini banyak terbuang. Inovasi seperti Supra dapat mengubah lanskap produksi mineral langka secara global, menjawab kebutuhan tinggi sekaligus mengurangi dampak lingkungan akibat proses tradisional.