Yogyakarta, 5 Maret 2025 – Tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Indra Perdana dari Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada (FT UGM), telah mempublikasikan sebuah terobosan besar dalam pemulihan litium dari baterai litium-ion bekas jenis lithium iron phosphate (LFP) dan nickel-manganese-cobalt (NMC). Dalam studi ini, Dr. Perdana dan tim mempublikasikannya dalam jurnal Nature Scientific Reports. Capaian ini menandai pertama kalinya seorang dosen Teknik Kimia FT UGM dapat mempublikasikan karyanya dalam jurnal di bawah naungan penerbit Nature. Dalam karyanya yang diterbitkan, Dr. Perdana dan tim memperkenalkan metode pemulihan litium dari campuran limbah baterai LFP dan NMC menggunakan reduksi karbotermal dan leaching dengan air pada kondisi atmosferik.
Penelitian ini mencoba mengatasi tantangan utama dalam proses daur ulang baterai, yaitu ekstraksi litium dari limbah campuran baterai, khususnya limbah LFP-NMC. Ada pun proses daur ulang yang umum dikenal di dunia saat ini adalah spesifik untuk jenis baterai litium tertentu, khususnya jenis NMC dan turunannya. Dengan menggunakan proses reduksi karbotermal dan leaching dengan air pada kondisi atmosferik, hingga 95,7±0,31% litium dapat di-recovery dari black mass baterai NMC. Namun, saat black mass baterai NMC tercampur dengan black mass baterai LFP (50:50 w/w), recovery litium turun signifikan hingga 9,78±0,44%. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya litium fosfat (Li3PO4) yang sulit larut dalam air. Inovasi dengan penambahan sodium karbonat (Na2CO3) ke dalam black mass campuran menyebabkan pembentukan litium karbonat (Li2CO3). Senyawa litium ini relatif mudah larut dalam air dan dapat dipungut dengan mudah melalui proses leaching pada keadaan atmosferis. Recovery litium dapat meningkat kembali menjadi 59,47% dan berpeluang untuk terus ditingkatkan. Proses ini membuka peluang keekonomian proses daur ulang campuran baterai NMC dan LFP bekas.
Dalam penelitian ini, Dr. Perdana dan tim memvariasikan suhu proses karbotermal (750, 850, dan 950°C) dan laju pemanasan (5, 10, dan 15°C/men) pada campuran black mass limbah baterai NMC-532 dan LFP pada berbagai rasio (0:100, 10:90, 20:80, 30:70, 50:50, dan 100:0). Dari proses karbotermal ini, litium dapat lebih banyak diperoleh pada suhu dan laju pemanasan yang lebih rendah. Suhu tinggi dapat menyebabkan litium terjebak dalam struktur paduan logam Ni-Co yang menghambat proses pelarutannya dalam air.
Dr. Perdana, mewakili tim menyoroti dampak potensial studi ini: “Penelitian ini dapat menjadi solusi proses daur ulang baterai litium bekas jenis NMC dan LFP yang kemungkinan besar tercampur, khususnya di Indonesia. Popularitas penggunaan baterai NMC dan LFP dewasa ini pastinya akan meningkatkan potensi tercampurnya kedua baterai tersebut dalam sistem pengolahan limbah. Dengan hanya menambahkan Na2CO3 ke dalam black mass, litium dapat dipungut melalui proses karbotermal dan leaching dengan air pada kondisi atmosferik. Selanjutkan, logam lain dalam residu leaching dapat diproses lanjut untuk dipungut sebagai precursor nikel, cobal, mangan serta besi fosfat”. Di kesempatan yang sama, Dr. Perdana juga menyampaikan apresiasi kepada tim, “Kami sangat bersyukur dan berterima kasih atas dukungan tim peneliti lintas departemen di Fakultas Teknik UGM, Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), serta PT Pertamina (Persero). Kami berharap agar penelitian ini dapat lebih disempurnakan dan dihilirisasi untuk mendukung pembentukan ekosistem industri baterai litium yang lebih berkelanjutan.”
