Penelitian menyatakan bahwa ketika baterai lithium-ion (Li-ion), yang menggerakkan kendaraan listrik, telepon pintar, sistem penyimpanan energi listrik, dan laptop, di antara perangkat lainnya, mencapai akhir masa pakainya, mereka menjadi sangat berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan manusia. Oleh karena itu, mereka perlu dibuang atau didaur ulang dengan cara yang ramah lingkungan. (Gambar di atas dari Shubham Vishvakarma, pendiri Metastable Materials)
India saat ini tidak memiliki kerangka kebijakan yang kuat untuk mendaur ulang baterai ini. Yang lebih mengkhawatirkan, para ahli juga memperkirakan bahwa tidak lebih dari 5 persen baterai lithium-ion saat ini sedang didaur ulang di negara ini, yang membahayakan populasi kita.
Untuk mengatasi hal ini, Metastable Materials, perusahaan rintisan pertambangan perkotaan yang berbasis di Bengaluru, merintis “teknologi pertama, bebas bahan kimia” dan sistem untuk ‘penambangan’ yang secara berkelanjutan dan ramah lingkungan dapat mengekstraksi berbagai bahan dari baterai Li-ion.
Operasi Metastable didasarkan pada pendekatan baru ‘limbah sebagai bijih’ untuk ‘pertambangan perkotaan’, di mana startup berkomitmen untuk ‘menciptakan nilai dari limbah’ dengan mengekstraksi logam dari baterai mati (akhir masa pakai) untuk memenuhi permintaan yang ada untuk bahan-bahan ini di berbagai industri.
Setelah ekstraksi, bahan-bahan tersebut dapat digunakan untuk membuat apa saja mulai dari obat-obatan hingga produk industri hingga mesin jet, dan tentu saja, baterai baru. Litium telah terbukti secara ilmiah mampu dalam kasus penggunaan obat yang berkaitan dengan pengobatan gangguan tertentu, sementara kobalt, di sisi lain, digunakan untuk membuat paduan untuk mesin jet karena titik lelehnya yang tinggi pada 1.495 derajat Celcius, yang membantu mesin bertahan. sejumlah besar panas.
“Teknologi kami tidak jauh berbeda dengan apa yang dilakukan pemain lain di pasar, yaitu proses pirometalurgi atau hidrometalurgi. Metastabil Materials telah mengembangkan teknologinya berdasarkan proses yang sama sekali berbeda yang disebut ‘reduksi karbotermal’. Faktor pembeda dasar antara kami dan rekan-rekan kami di industri ini adalah sifat yang mengatur baterai, ”kata Shubham Vishvakarma, pendiri dan kepala rekayasa proses di Metastable, berbicara kepada The Better India.
Dia menambahkan, “Sementara proses lain didasarkan pada sifat kimia, teknologi Metastable memanfaatkan sifat fisik material. Bahan-bahan utama yang diperlukan untuk melakukan proses tersebut semuanya sudah tersedia di dalam baterai, dan karenanya, sifat ‘bebas bahan kimia’ dari proses ini dapat kami implementasikan.”
Lebih jauh, ia menjelaskan, “Kami menonjol dari yang lain karena proses Metastable secara inheren mengurangi kebutuhan modal dan memberikan efisiensi standar industri dan kemampuan ekstraksi dengan input minimal yang diperlukan. Selain itu, kami secara ekonomis dapat mengekstraksi hingga 90 persen dari semua bahan yang ada di dalam baterai Li-ion.”
Bahan utama yang diekstraksi di Metastabil termasuk tembaga, kobalt, nikel, lithium dan aluminium. Mengingat bahwa logam ini diekstraksi dalam bentuk standar, ini dapat langsung diperdagangkan di pasar terbuka dengan harga yang diatur oleh bursa internasional seperti London Metal Exchange dan Shanghai Metals Market. Pendapatan di Metastabil dihasilkan dengan menjual logam ini kepada pedagang, baik di pasar domestik maupun internasional.
“Logam yang diekstraksi dari baterai Li-ion mati sama bagusnya dengan yang ditambang langsung dari bijihnya masing-masing. Setelah persyaratan kemurnian khusus untuk setiap logam dan kasus penggunaan industrinya terpenuhi, logam ini siap untuk digunakan langsung. Kami akan mengalihdayakan proses pemurnian tertentu kepada vendor yang ahli dalam melakukan aktivitas ini dalam skala besar untuk mengendalikan biaya dan fokus pada tujuan utama ‘menambang’ logam yang aman dari baterai mati,” katanya.
“Teknologi kami dapat memfasilitasi pengurangan ketergantungan India pada negara lain untuk mengimpor logam tertentu dan membangun infrastrukturnya untuk memproduksi sel Li-ion, yang kurang,” tambahnya.
Bahan Metastabil Tim: Secara ekonomis dapat mengekstraksi hingga 90 persen dari semua bahan yang ada di dalam baterai Li-ion
Daur ulang baterai Li-ion
Lahir dan besar di kota Baraut, Uttar Pradesh, Shubham lulus dengan gelar di bidang teknik metalurgi dan material dari Institut Teknologi India-Roorkee pada tahun 2018.
Itu sebagai rekan peneliti di Lab Metalurgi Ekstraktif IIT-Roorkee, di mana dia bekerja pada daur ulang baterai Li-ion untuk pertama kalinya. Inspirasi untuk mengembangkan novelnya teknologi daur ulang baterai Li-ion datang dari seorang profesor perguruan tinggi, yang pertama menantangnya untuk menemukan alternatif yang lebih baik untuk sistem yang tersedia kemudian untuk merawat baterai Li-ion akhir masa pakainya.
Termotivasi oleh tantangan tersebut, Shubham mengambil inisiatif untuk merancang proses yang ramah lingkungan dan hemat biaya dari awal untuk ekstraksi logam dari baterai Li-ion yang habis masa pakainya, dan sejak saat itu, tidak ada lagi yang perlu diingat.
Seiring waktu, ia memperoleh keahlian yang tak ternilai dalam mengambil ide dari skala lab ke skala industri dalam hal merintis teknologi dan sistem bebas bahan kimia pertama di India untuk mengekstrak berbagai bahan dari baterai lithium-ion dalam cara yang ramah lingkungan.
“Setelah lulus pada tahun 2018, saya bergabung dengan National Bearing Company, yang merupakan bagian dari CK Birla Group, di mana saya memperoleh paparan dan pengalaman yang sangat dibutuhkan untuk mengembangkan ide saya tentang pengolahan limbah elektronik, dimulai dengan baterai Li-ion, ” kata Shubham.
Fasilitas Material Metastabil Di sinilah mereka bekerja dengan baterai Li-ion
Menurunkan biaya dan meminimalkan limbah
Pada kuartal terakhir tahun keuangan ini, pabrik percontohan mereka diharapkan menangani 2 ton logam yang diekstraksi per hari. Baru-baru ini, perusahaan rintisan ini juga mengumpulkan dana awal yang tidak diungkapkan dari sejumlah investor malaikat dan perusahaan modal ventura. Babak pra-unggulan dipimpin oleh Akshay Singhal dan Kartik Hajela, salah satu pendiri Log9 Materials, sebuah perusahaan teknologi baterai.
“Karena sifat yang melekat pada proses kami, sifat fisik dan kimia dari bahan penyusunnya tetap tidak berubah. Ini membantu kami dalam efisiensi ekstraksi yang lebih tinggi dan produksi limbah yang lebih sedikit. Biaya perawatan baterai dengan teknologi yang tersedia saat ini melonjak baik karena peralatan yang mahal atau karena penggunaan bahan kimia yang mahal secara ekstensif untuk merawat baterai. Proses Metastable menggunakan peralatan industri pertambangan, yang dimodelkan ulang untuk menangani baterai lithium-ion dalam skala besar. Oleh karena itu, input yang dibutuhkan untuk mendirikan pabrik atau mengoperasikannya secara drastis lebih rendah dan lebih murah dari standar industri, sehingga mengurangi belanja modal dan operasional lebih dari 50 persen,” klaimnya.
Dia menambahkan, “Solusi kami juga dirancang untuk mengurangi kemungkinan kebakaran jika terjadi ledakan sel yang rusak. Unit penahanan kami akan mampu menahan insiden semacam itu dan tidak mengizinkan penyebaran panas, api, atau gas apa pun ke lingkungan luar.”
Khususnya, nilai akhir masa pakai baterai lithium-ion diproyeksikan menjadi US$ 30 miliar secara global, dengan sebagian besar diperkirakan akan disumbangkan oleh pasar India, klaimnya. Tetapi infrastruktur yang diperlukan untuk mengekstraksi nilai darinya harus dibangun selama dekade berikutnya. Di sinilah Metastable masuk dan siap memainkan peran penting dalam waktu dekat.
(Diedit oleh Yoshita Rao)
