Di tengah kebutuhan global akan bahan baku baterai yang terus naik, sebuah riset baru menawarkan pendekatan yang tidak biasa: memanfaatkan limbah “forever chemicals” atau PFAS untuk menghasilkan lithium berkualitas baterai. Temuan ini menarik perhatian karena berpotensi menyelesaikan dua masalah sekaligus, yaitu pengelolaan limbah PFAS dan pasokan lithium untuk baterai ion-litium.
Para peneliti menguji proses yang menggunakan PFAS dari limbah busa pemadam kebakaran dan menggabungkannya dengan brine berkadar garam tinggi yang mengandung lithium. Melalui pemanasan elektrotermal hingga lebih dari 1.000 derajat Celsius, campuran itu kemudian didinginkan cepat sehingga ikatan pada PFAS terurai dan fluorida dapat bereaksi dengan ion logam di dalam larutan.
Mengapa PFAS jadi perhatian besar
PFAS adalah kelompok bahan kimia sintetis yang dipakai sejak era 1950-an karena tahan panas, air, dan minyak. Sifat yang sama membuatnya sangat sulit terurai di lingkungan, sehingga dijuluki forever chemicals.
Sejumlah studi menempatkan PFAS sebagai polutan yang sangat persisten, bahkan telah ditemukan di 99% air minum kemasan menurut data yang dikutip dalam laporan referensi. Paparan PFAS juga dikaitkan dengan risiko kesehatan, termasuk kanker, sehingga banyak ilmuwan mencari cara untuk menghancurkan atau mengeluarkannya dari lingkungan.
Cara kerja metode baru ini
Teknik yang dikembangkan tim riset tersebut memanfaatkan PFAS yang telah diserap dulu oleh granular activated carbon atau GAC. Dalam konteks ini, GAC bertindak seperti perangkap yang menahan PFAS dari limbah busa pemadam kebakaran.
Setelah itu, material yang mengandung PFAS dicampur dengan brine salin tinggi, lalu dipanaskan sangat cepat. Proses ini memutus ikatan kimia dalam PFAS, membebaskan fluorida yang kemudian bereaksi membentuk lithium fluoride dan magnesium fluoride.
Berikut alur sederhananya:
- PFAS diambil dari limbah menggunakan GAC.
- Material PFAS dicampur dengan brine berkadar garam tinggi.
- Campuran dipanaskan secara elektrotermal hingga di atas 1.000 derajat Celsius.
- Campuran segera didinginkan untuk memicu reaksi pembentukan garam baru.
- Lithium fluoride kemudian dipisahkan melalui tahap pencucian dan distilasi.
Hasil yang dicapai cukup menjanjikan
Dalam laporan yang dipublikasikan di Nature Water, peneliti menyebut proses ini mampu memulihkan sekitar 82% lithium dengan kemurnian kira-kira 99%. Angka itu penting karena lithium untuk baterai membutuhkan tingkat kemurnian tinggi agar bisa dipakai dalam manufaktur sel baterai.
Tim riset juga menguji lithium fluoride hasil ekstraksi itu ke dalam desain baterai ion-litium. Hasilnya menunjukkan performa dan stabilitas yang lebih baik dibanding beberapa pembanding lain, meski penelitian ini masih berada pada tahap pengembangan awal.
Efisien, tapi belum solusi penuh untuk PFAS
Keunggulan lain dari pendekatan ini terletak pada efisiensi sumber daya. Para peneliti menyatakan proses mereka memakai lebih sedikit air dan energi dibanding dua metode ekstraksi lithium dari brine yang paling umum saat ini, sehingga jejak lingkungannya juga lebih rendah.
Selain itu, prosesnya hanya memakan waktu beberapa menit. Dari sisi industri, kecepatan ini bisa menekan biaya dan membuka peluang penerapan yang lebih cepat bila teknologi tersebut berhasil diskalakan.
Namun, ada batas penting yang perlu dicatat. Metode ini tidak serta-merta menjadi solusi lengkap untuk membersihkan PFAS di lingkungan, karena prosesnya tetap bergantung pada PFAS yang telah dikumpulkan lebih dulu dari limbah tertentu. Artinya, nilai utamanya saat ini lebih pada pemanfaatan limbah PFAS yang sudah tertangkap, bukan pembersihan total semua PFAS yang tersebar di alam.
Apa arti temuan ini bagi industri baterai
Permintaan lithium terus meningkat seiring pertumbuhan kendaraan listrik, penyimpanan energi rumah tangga, dan perangkat elektronik. Di saat yang sama, industri juga menghadapi tekanan untuk menekan dampak lingkungan dari penambangan dan pemrosesan bahan baku.
Temuan ini menunjukkan ada peluang baru untuk mengubah limbah berbahaya menjadi bahan bernilai tinggi. Jika prosesnya bisa dikembangkan lebih lanjut, industri baterai bukan hanya memperoleh sumber lithium tambahan, tetapi juga cara baru untuk mengurangi masalah limbah PFAS yang selama ini sulit ditangani.
-
-
-
-
