Peneliti Cornell University menemukan pendekatan yang mampu memulihkan baterai kendaraan listrik bekas hingga 95 persen tanpa harus dihancurkan menjadi bubuk. Metode ini juga disebut berpotensi memangkas biaya manufaktur daur ulang sampai 56 persen.
Temuan tersebut menjadi sorotan karena menawarkan jalur yang lebih hemat energi dan lebih sedikit limbah dibandingkan daur ulang konvensional. Di tengah meningkatnya jumlah baterai EV yang memasuki masa pensiun, pendekatan seperti ini dinilai bisa membantu menekan biaya sekaligus menjaga pasokan material.
Regenerasi langsung tanpa menghancurkan komponen
Teknik yang dikembangkan Cornell disebut Direct Electrode-to-Electrode Regeneration, atau DEER. Alih-alih memproses baterai menjadi black mass, metode ini membuka baterai dan mengeluarkan elektrodanya dalam bentuk utuh.
Komponen tersebut kemudian dirawat dengan pelarut 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone untuk menghilangkan lapisan padat yang kerap muncul pada baterai lithium-ion. Lapisan itu dikenal sebagai solid electrolyte interphase dan dapat menghambat aliran energi meski sebagian besar material di dalam baterai masih tersisa.
Kenapa hasilnya penting bagi industri
Pendekatan ini berbeda dari daur ulang baterai pada umumnya yang biasanya memecah sel menjadi material dasar lalu memisahkannya lagi dengan asam kuat. Cornell justru menjaga struktur elektrode tetap utuh agar dapat dipakai kembali dengan lebih cepat.
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.
Hasil uji dan batas penerapan
Penelitian yang terbit pada 9 Juni di Energy and Environmental Science menunjukkan metode ini saat ini dapat digunakan pada baterai yang masih memiliki tingkat kesehatan sekitar 70 persen hingga 80 persen. Rentang itu umumnya menjadi tanda bahwa paket baterai EV sudah siap dipensiunkan.
Kalra menambahkan bahwa pemulihan yang dicapai mencapai 95 persen. Ia menilai pendekatan ini dapat memperpendek lingkaran circularity karena baterai bisa kembali masuk ke baterai baru dengan langkah yang jauh lebih singkat.
Dampak yang dibidik lebih luas
Biaya baterai masih menjadi komponen besar dalam harga kendaraan listrik, sehingga proses pemulihan yang lebih murah bisa memberi efek langsung bagi produsen, pemasok, dan konsumen. Jika material bisa dipulihkan lebih dekat ke lokasi penggunaannya, rantai pasok juga berpotensi menjadi lebih efisien.
Di Amerika Serikat, akses domestik terhadap mineral penting baterai masih terbatas dan kapasitas pemurnian maupun daur ulang belum berkembang kuat. Karena itu, proses yang menjaga komponen tetap utuh dipandang dapat membantu memperkuat rantai pasok dalam negeri.
Arah pengembangan berikutnya
Cornell kini berencana menerapkan DEER pada sistem baterai yang lebih besar. Tim peneliti juga ingin menyesuaikan proses tersebut agar mampu menangani bentuk degradasi lain, termasuk kehilangan lithium yang bersifat permanen.
Jika bisa diterapkan lebih luas, manfaatnya tidak hanya berlaku untuk kendaraan listrik. Sistem serupa juga relevan bagi baterai rumah dan penyimpanan listrik di jaringan yang membantu menjaga pasokan saat terjadi pemadaman, badai, atau gangguan lain.
Pendekatan ini sekaligus berpotensi mengurangi limbah, penggunaan air, dan polusi udara. Pada saat yang sama, kebutuhan menambang material baru dapat berkurang karena lebih banyak komponen lama kembali dipakai dalam siklus produksi berikutnya.