Saat baterai mati, yang tersisa berantakan. Infernal “materi hitam” adalah campuran beracun yang robek dari bagian dalam sel baterai yang telah mencapai akhir masa pakainya.
“Itu kira-kira sedekat yang kami dapatkan,” kata Benjamin Wickham, direktur kimia proses di perusahaan rintisan Altilium Metals. Saya berada dalam satu ton barang di laboratorium pengujian perusahaan daur ulang baterai di Tavistock, di tepi Taman Nasional Dartmoor.
Serbuk hitam ini dan logam mulia yang dikandungnya akan memainkan peran yang semakin penting dalam mendekarbonisasi perekonomian Inggris di tahun-tahun mendatang karena kendaraan listrik menjadi norma. Dengan 11 juta ton baterai lithium-ion bekas diperkirakan harus didaur ulang secara global pada tahun 2030 ini bisa terbukti menjadi bisnis yang berkembang pesat.
mobil listrik – setidaknya untuk sekarang – lebih mahal di muka daripada kendaraan bensin atau diesel. Alasan utamanya adalah baterai membutuhkan logam mahal seperti litium, kobalt, nikel, dan mangan, daripada besi, aluminium, dan oli yang dibutuhkan untuk membuat dan menggerakkan mesin pembakaran internal.
Ekstraksi mineral ini dan proses manufaktur intensif energi berarti produksi mobil listrik baru menghasilkan lebih banyak CO2 daripada model bensin atau diesel yang setara. Namun, itu mengabaikan mereka ekstraksi bahan bakar fosil global yang besar diperlukan untuk menjaga mesin pembakaran internal tetap berjalan – dan jumlah karbon yang tidak dapat dihindari yang dipancarkannya.
Dengan mobil listrik, sangat sedikit yang hilang ke lingkungan. Selain itu, mendaur ulang baterai bekas dari 100.000 kendaraan dapat menghasilkan material baru senilai £350 juta, menurut Wickham.
Mengingat bahwa pembuat mobil pada akhirnya perlu mengurangi emisi bersih dari produksi mobil menjadi nol, visi proses sirkular dari baterai lama ke baterai baru “kurang merupakan peluang daripada kebutuhan,” kata David Bott, kepala inovasi di Society of Chemical Industry. “Di akhir masa pakainya, baterai hanyalah versi yang sedikit terdegradasi dari masa mudanya. Anda hanya bergerak di sekitar elektron.
Christian Marston, chief technology officer dan co-founder Altilium, memperkirakan bahwa sekitar tahun 2040 industri dapat memperoleh hingga 40% litiumnya dari daur ulang, yang akan mengurangi kebutuhan akan litium penambangan yang kotor dan intensif energi. Daur ulang dapat menghemat sekitar 38% karbon dan 35% biaya penambangan bahan yang sama.
“Logam yang dapat Anda daur ulang hampir selamanya,” kata Marston. “Yang kami tuju adalah sirkularitas baterai penuh. Kami menganggap baterai EV sebagai jam terkonsentrasi.”
Altilium telah menerima £3 juta dalam bentuk hibah dari Pemerintah Inggris untuk membantu mendirikan Pusat Tavistock, di mana ia akan berusaha membuktikan kepada investor bahwa prosesnya dapat menghasilkan bahan kimia yang cukup murni untuk digunakan langsung untuk dikembalikan ke baterai.
Harga lithium melonjak sepanjang tahun 2021, dengan beberapa analis memperingatkan akan kekurangan logam ringan di tengah meningkatnya permintaan global untuk baterai. Sarah Colbourn, seorang analis senior di perusahaan data Benchmark Mineral Intelligence, memperkirakan “kekurangan pasokan dan pasar yang ketat.” Tetapi minat yang meningkat terhadap daur ulang baterai juga bersifat geopolitik: Eropa dan AS tidak ingin bergantung pada bahan dari China.
“Penggerak sesungguhnya di Amerika Utara dan Eropa akan memahami bahwa daur ulang dapat menjadi sumber dari bahan-bahan ini,” kata Colbourn.
China saat ini menyumbang lebih dari 70% kapasitas daur ulang baterai, katanya, tetapi perusahaan AS dan Eropa mengejar dan dapat mengambil manfaat dari perang subsidi hijau. Di Amerika Serikat, Bahan Redwood, dipimpin oleh mantan eksekutif Tesla JB Straubel, bulan ini menerima persetujuan bersyarat untuk pinjaman $2 miliar dari pemerintah AS untuk membantu membangun pabrik baru di Nevada. Perusahaan rintisan AS lainnya yang sedang mengerjakan perluasan kapasitas termasuk Ascend Elements, Cirba Solutions, dan Li-Cycle. Di UE, perusahaan material Belgia Umicore dapat mendaur ulang 7.000 ton per tahun dan sedang mencari lokasi untuk membangun fasilitas yang lebih besar.
“Ada banyak keributan, pergerakan, dan pendanaan yang terjadi di Eropa,” kata Julia Poliscanova, direktur senior kendaraan di grup kampanye Transportasi & Lingkungan. “Apa yang kita kekurangan saat ini adalah kapasitas daur ulang skala komersial yang konsisten.”
Daur ulang baterai menggunakan teknologi yang relatif mapan yang menghancurkan sel dan kemudian memisahkan plastik yang mengandung mineral. Setelah itu, ada dua proses pemulihan utama: pirometalurgi memulihkan logam dengan api, tetapi tidak dapat digunakan untuk litium (bahan utama anoda baterai) atau grafit (lapisan karbon dari katoda); Hidrometalurgi menggunakan asam dalam air untuk melindi logam.
Altilium mengatakan tes laboratorium menunjukkan prosesnya dapat memulihkan 95% bahan yang berguna – tetapi apakah itu akan bekerja pada skala industri adalah pertanyaan lain. Menurut Marston, markasnya di kota tambang timah tua Tavistock di Devon Barat menawarkan peluang untuk menciptakan bentuk ekstraksi sumber daya yang lebih hijau dan modern. Sekitar 100 ton massa hitam akan diproses di sana tahun depan – cukup untuk sekitar 300 mobil.
Namun, ia memiliki rencana untuk fasilitas manufaktur yang jauh lebih besar di Teesside, kemungkinan memanfaatkan keringanan pajak. Jika berhasil, pada tahun 2025 dapat menciptakan antara 100 hingga 200 pekerjaan berkualitas tinggi dan memproses 150.000 aki mobil per tahun atau 50.000 ton massa hitam.
Situs atau investasi belum diamankan, tetapi Altilium memiliki keunggulan dibandingkan beberapa perusahaan rintisan: Keluarga salah satu pendiri lainnya, CEO Kamran Mahdavi, sudah memiliki pabrik reklamasi tembaga tua di Bulgaria, yang akan diubah menjadi baterai proses. bahan.
Proyek Altilium Teesside didukung oleh Ben Houchen, Walikota Konservatif Tees Valley. Dan Green Lithium, perusahaan rintisan yang didukung oleh pedagang komoditas Trafigura, telah memilih wilayah tersebut untuk fasilitas penyulingan litium perawan.
Pada tahun 2030 akan ada banyak mobil listrik dengan baterai gagap di Inggris dan Eropa – bahkan saat prospek Inggris untuk Gigafactory meningkat setelah runtuhnya startup Britishvolt, segalanya tampak suram di Januari. Poliscanova mengatakan UE dan Inggris harus membuat undang-undang untuk menghentikan pengiriman bahan baterai ke China dan sebagai gantinya membantu menciptakan industri dalam negeri.
“Daripada menghabiskan lebih banyak uang untuk penelitian, kita perlu menghabiskan lebih banyak uang untuk penskalaan,” katanya. “Kami membutuhkan pedoman bagi perusahaan untuk bergerak lebih cepat dan keluar dari laboratorium.”