Masalah baterai kendaraan listrik bekas ternyata tidak selalu harus berakhir di tungku suhu tinggi. Peneliti Cornell University menunjukkan bahwa baterai yang sudah aus bisa dipulihkan lewat perawatan kimia dan kembali memiliki kapasitas hingga 95%.
Temuan ini penting bukan hanya karena mengurangi limbah, tetapi juga karena berpotensi memangkas biaya manufaktur daur ulang hingga 56%. Dalam praktiknya, pendekatan ini menjaga komponen baterai tetap utuh dan tidak langsung mengubahnya menjadi material mentah.
Metode DEER yang menjaga komponen tetap utuh
Teknik yang digunakan Cornell bernama Direct Electrode-to-Electrode Regeneration, atau DEER. Proses ini dirancang untuk mengambil kembali komponen baterai tanpa merusaknya, sehingga bagian penting masih bisa dipakai ulang.
Pada baterai lithium-ion, salah satu penyebab performa menurun adalah terbentuknya lapisan padat bernama solid electrolyte interphase. Lapisan ini menghambat aliran energi meski sebagian besar material baterai sebenarnya masih tersisa.
Dalam metode Cornell, baterai dibuka dan elektrodanya dikeluarkan tanpa dihancurkan. Komponen utuh itu kemudian dimasukkan ke pelarut 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone untuk menghilangkan penumpukan tersebut sambil mempertahankan struktur dasarnya.
Berbeda jauh dari daur ulang konvensional
Pendekatan ini berbeda dari daur ulang yang biasa dilakukan saat baterai diubah menjadi black mass. Dari sana, material diproses lagi dengan asam kuat untuk mengekstrak mineral.
Proses konvensional seperti itu cenderung lebih mahal, boros energi, dan menghasilkan polusi. Cornell menawarkan jalur yang lebih singkat karena tidak perlu menghancurkan baterai di awal proses.
Kenapa industri baterai butuh solusi seperti ini
Masalah baterai bekas akan semakin besar seiring meluasnya penggunaan kendaraan listrik dan sistem penyimpanan energi. Di saat yang sama, rantai pasok daur ulang yang ada masih rentan terhadap keterlambatan dan gangguan.
Biaya baterai juga masih menjadi komponen besar dalam harga kendaraan listrik. Jika material baterai bekas bisa dipulihkan lebih murah dan lebih dekat ke lokasi penggunaannya, tekanan biaya bagi produsen, pemasok, dan konsumen berpotensi turun.
Di Amerika Serikat, akses domestik terhadap mineral penting baterai masih terbatas. Kapasitas pemurnian dan daur ulang juga belum berkembang kuat, sehingga proses yang menjaga komponen tetap utuh dapat membantu memperkuat rantai pasok dalam negeri.
Hasil uji awal dan batas penggunaannya
Penelitian yang terbit pada 9 Juni di Energy and Environmental Science menunjukkan metode ini bisa digunakan pada baterai yang masih memiliki sekitar 70% hingga 80% tingkat kesehatan. Rentang itu umumnya menjadi tanda bahwa paket baterai EV sudah siap dipensiunkan.
Vibha Kalra, Fred H. Rhodes Professor of Chemical Engineering di Cornell Duffield College of Engineering, mengatakan bahwa baterai tersebut diperbaiki “sebagaimana adanya” tanpa dicacah atau dijadikan bubuk. Ia juga menyebut proses pelarutan itu membantu baterai memulihkan kapasitasnya.
Kalra menambahkan bahwa pemulihan yang dicapai mencapai 95%. Ia menilai pendekatan ini sangat memperpendek “lingkaran circularity” karena baterai bisa kembali masuk ke baterai baru dengan langkah yang jauh lebih singkat.
Dampak yang dibidik Cornell
Jika pemulihan material seperti ini bisa diterapkan lebih luas, manfaatnya tidak hanya berhenti pada kendaraan listrik. Sistem yang sama juga mendukung baterai rumah dan penyimpanan listrik di jaringan yang membantu menjaga pasokan saat terjadi pemadaman, badai, atau gangguan lain.
Pendekatan ini juga berpotensi mengurangi limbah, penggunaan air, dan polusi udara. Pada saat yang sama, kebutuhan untuk terus menambang material baru bisa menurun karena lebih banyak komponen lama yang kembali dipakai.
Tim Cornell kini berencana menerapkan DEER pada sistem baterai yang lebih besar. Mereka juga ingin menyesuaikan prosesnya agar bisa menangani bentuk degradasi lain, termasuk kehilangan lithium yang bersifat permanen.
