Sampah elektronik adalah Tambang Emas yang Belum Tergali Menunggu untuk Dimanfaatkan

Bagaimana jika Anda dapat mengubah sampah menjadi emas sebenarnya? Nah, sebuah tim peneliti dari Cornell memang telah menemukan cara untuk melakukannya. 

Penelitian terbaru, yang telah dipublikasikan di Nature Communications pada beberapa hari terakhir tahun 2024, memperkenalkan teknik untuk mengekstrak logam mulia dari e-waste. Emas yang dipulihkan kemudian digunakan sebagai katalis untuk mengubah CO2 menjadi bahan organik.

Metode yang baru dikembangkan ini menunjukkan potensi besar untuk mengubah lanskap e-waste dengan menyediakan penggunaan yang hijau dan layak. Namun sebelum kita membahas bagaimana peneliti mengubah e-waste menjadi emas, mari kita lihat situasi sampah elektronik dan seberapa banyak sampah ini yang ada di luar sana. 

Sampah Elektronik Beracun yang Meningkat Secara Cepat

Sampah elektronik atau e-waste mengacu pada produk elektronik yang tidak berfungsi, mendekati akhir ‘masa pakainya’, atau sekadar tidak diinginkan. Pada dasarnya ini adalah elektronik yang dibuang. 

Menariknya, bukan hanya elektronik yang tidak berfungsi yang masuk dalam kategori e-waste. Bahkan perangkat elektronik yang telah digunakan dan akan dipakai kembali, dijual kembali, diperbaiki, atau didaur ulang tetap dianggap sebagai e-waste.

Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA) sebenarnya mengklasifikasikan e-waste menjadi sepuluh kategori — peralatan rumah tangga besar, peralatan rumah tangga kecil, peralatan TI, elektronik konsumen, lampu dan luminair, mainan, alat, perangkat medis, instrumen pemantauan, dan dispenser otomatis.

Di era kemajuan teknologi saat ini yang menghasilkan produk lebih canggih dan inovatif, definisi e-waste kemungkinan akan terus berkembang.

Saat ini, mulai dari smartphone, komputer, pemanas, dan kipas hingga printer, kursi pijat, remote control, treadmill, jam tangan pintar, monitor detak jantung, kabel, dan catu daya, semuanya termasuk dalam sampah elektronik.

Semua e-waste ini, menurut Global E-waste Monitor (GEM) dari PBB, meningkat lima kali lebih cepat daripada tingkat daur ulangnya.

Pada tahun 2022, 62 juta ton e-waste dihasilkan di seluruh dunia, sementara bahkan seperempatnya belum tercatat sebagai yang dikumpulkan dan didaur ulang dengan tepat. Jumlah 62 juta ton setara dengan berat 107.000 pesawat penumpang terbesar dan terberat di dunia.

Dalam hal kategori, perangkat kecil seperti rokok elektronik, mainan, oven microwave, dan penyedot debu menyumbang 33% dari e-waste, dengan hanya 12% yang didaur ulang. Kategori perangkat TI dan telekomunikasi kecil, yang mencakup ponsel, laptop, router, dan perangkat GPS, menyumbang 4,6 juta ton e-waste, dengan hanya 22% yang didaur ulang.

Tingkat pengumpulan dan penggunaan kembali sebenarnya tertinggi untuk kelas peralatan besar seperti monitor dan peralatan pertukaran suhu.

Menurut laporan, perkiraan berat logam yang terkandung dalam e-waste pada tahun 2022 adalah 31 juta ton, bersama dengan 17 juta ton plastik dan 14 juta ton bahan lain seperti kaca dan mineral.

Ketika berbicara tentang logam dalam e-waste, total nilainya mencapai $91 miliar, termasuk $19 miliar dalam tembaga, $15 miliar dalam emas, dan $16 miliar dalam besi.

Generasi tahunan e-waste di seluruh dunia, menurut laporan, saat ini meningkat sebesar 2,6 juta ton per tahun, yang menempatkannya pada jalur untuk mencapai 82 juta ton pada akhir dekade ini. Massa panel fotovoltaik yang dipensiunkan diperkirakan akan meningkat empat kali lipat pada tahun 2030.

Sementara laporan memperkirakan peningkatan signifikan dalam e-waste, juga memprediksi penurunan tingkat daur ulang menjadi 20% pada tahun 2030 dari 22,3% yang tercatat pada tahun 2022.

Penurunan ini diperkirakan disebabkan oleh perbedaan yang semakin besar antara upaya daur ulang dan lonjakan mengejutkan dalam produksi e-waste di seluruh dunia. Laporan menyoroti konsumsi yang lebih tinggi, peningkatan elektronifikasi masyarakat, kemajuan teknologi, kekurangan desain, opsi perbaikan terbatas, dan infrastruktur yang tidak memadai untuk pengelolaan e-waste.

Namun, jika negara-negara dapat meningkatkan tingkat pengumpulan dan daur ulang e-waste menjadi 60% dalam lima tahun ke depan, manfaatnya akan melampaui biaya lebih dari $38 miliar.

Angka tersebut tampaknya tidak mungkin mengingat penerapan regulasi e-waste “masih menjadi tantangan nyata secara global.” Seperti yang dicatat dalam laporan, laju daur ulang yang lambat kemungkinan dipicu oleh fakta bahwa hanya 46 negara yang memiliki target tingkat pengumpulan, dan bahkan lebih sedikit yang memiliki target tingkat daur ulang.

Selain itu, meskipun 81 negara memiliki regulasi e-waste pada tahun 2023, angka ini tidak jauh berbeda dari jumlah (78) yang tercatat empat tahun sebelumnya. 

Tidak hanya sampah elektronik meningkat, seperti yang kami sebutkan, tetapi juga sangat beracun. Sekitar 70% limbah beracun di tempat pembuangan akhir sebenarnya adalah e-waste.

Hal ini karena sebagian besar elektronik mengandung beberapa bentuk bahan beracun, termasuk merkuri, timbal, kadmium, dan berilium. Semua bahan ini menimbulkan risiko serius bagi lingkungan kita. 

Seperti limbah lainnya, e-waste tidak berhenti hanya di tempat pembuangan akhir. Ketika e-waste dikirim ke tempat pembuangan, ia larut dalam jejak mikroskopis dan meresap di sana, akhirnya meresap ke tanah sehingga jejak bahan beracun muncul di air tanah. Kemudian, ia terus mengalir ke air tawar di daerah sekitarnya.

Jadi, jika tidak didaur ulang dengan tepat, e-waste dapat menjadi ancaman bagi lingkungan dan kesehatan kita. Daur ulang melalui aktivitas yang tidak sehat seperti pembuangan di darat atau badan air, pembakaran terbuka, pembuangan bersama limbah biasa, pembongkaran manual, dan lainnya juga melepaskan zat kimia beracun, yang sangat berbahaya bagi anak-anak dan wanita hamil.

Klik di sini untuk mempelajari cara pembuangan sel baterai yang tidak berfungsi.

Mengubah e-Waste menjadi Emas & Mencapai Keberlanjutan

Sekarang, dengan begitu banyak e-waste menumpuk, yang, seperti yang kita lihat, mengandung banyak emas, para peneliti berusaha membunuh dua burung dengan satu batu. 

Emas (Au) adalah logam mulia yang memiliki beberapa kualitas yang membuatnya sangat berharga. Logam kuning ini sangat dapat dibentuk dan sangat tahan lama. Emas ditemukan di alam dalam bentuk yang relatif murni, dan memiliki banyak penggunaan, termasuk dalam teknologi. Logam kuning ini digunakan dalam smartphone, komputer, dan peralatan medis karena tidak korosif dan merupakan konduktor listrik terbaik. 

Dalam bidang kedokteran, nanopartikel emas meningkatkan diagnostik dan memberikan perawatan yang ditargetkan, serta biokompatibilitasnya menjadikannya elemen yang bagus untuk alat bedah dan implan. Selain digunakan dalam industri dirgantara dan produk dekoratif seperti perhiasan, emas juga merupakan cara yang sangat populer untuk melindungi kekayaan. 

Selama berabad-abad, investor telah beralih ke logam ini sebagai aset safe-haven selama masa krisis, ketidakpastian ekonomi, dan ketidakstabilan politik. Bahkan bank sentral menyimpan emas sebagai cara untuk menstabilkan mata uang fiat mereka.

Pada saat penulisan, harga emas adalah $2,664 per ons, hanya 4,5% dari puncaknya $2,790 pada akhir Oktober 2024.

Sumber daya alam yang sangat diminati ini, bagaimanapun, diekstraksi menggunakan proses yang lambat, kompleks, dan mahal yang memakan waktu, intensif energi, dan memerlukan pengorbanan lingkungan. Untuk meminimalkan dampak lingkungannya, daur ulang emas telah muncul sebagai alternatif berkelanjutan, dengan sekitar 25% emas dunia kini didaur ulang.

Di tengah pergeseran menuju pendekatan yang lebih berkelanjutan, elektronik yang rusak, sebagaimana disebutkan dalam studi, “menjadi reservoir berharga untuk pemulihan emas.”

Dengan berbagai penggunaan emas yang luas, permintaan yang meningkat, dan daur ulang emas yang semakin populer karena konsumen menjadi lebih peduli lingkungan, kini diperlukan metode inovatif untuk memulihkan logam mulia dari e-waste.

Daur ulang emas memanfaatkan teknik canggih di mana emas dipisahkan dari bahan lain melalui proses kimia. Inilah yang membantu mencapai kemurnian emas daur ulang.

Secara konvensional, bahan kimia keras digunakan untuk memulihkan emas dari e-waste, yang diperkirakan mengandung sekitar 10 kali lebih banyak emas daripada yang dapat diekstrak dari satu ton bijih. Bahan kimia keras ini termasuk sianida, bahan kimia sangat beracun yang menimbulkan risiko lingkungan yang parah. 

Tim yang dipimpin oleh peneliti Universitas Cornell bekerja sama dengan peneliti Jerman mengembangkan metode yang tidak menggunakan bahan kimia berbahaya melainkan memanfaatkan adsorpsi kimia untuk memulihkan emas dari limbah elektronik. 

Para peneliti mensintesis dua kerangka organik kovalen (VCOFs) berbasis tetrazin yang ringan dan mudah diproduksi, terhubung vinil, untuk mengekstrak ion dan partikel emas dari papan sirkuit perangkat elektronik yang dibuang. Selain menyerap partikel emas, VCOFs ini yang memiliki respons fotokurang tinggi dan celah pita rendah juga mengkatalisasi karboksilasi alkuna terminal. 

Kerangka organik kovalen (COFs) adalah material kristal berpori yang memiliki berbagai potensi penggunaan, termasuk penyimpanan energi dan sensor kimia. Tim memproduksi sepasang VCOFs menggunakan dasar tetraphenylethylene (TPE) dan tetrathiafulvalene (TTF).

Menurut studi, kapasitas adsorpsi Au(III) dalam air dari TTF-COF adalah 2440 mg g–1, sementara kapasitas Au(III) dari TPE-COF adalah 1639 mg g–1. 

Jadi, hasil yang dicapai tim sangat spektakuler, dengan salah satu VCOF secara selektif menangkap hingga 99,9% emas dari perangkat. Logam lain seperti nikel (Ni) dan tembaga (Cu) hanya menyumbang sangat sedikit dari material yang dipulihkan, masing-masing hanya 5% dan 2%.

Alasan di balik penyerapan emas yang superior pada TTF-COF adalah karena senyawa tersebut kaya akan belerang. Dan belerang memainkan peran kunci dalam pembentukan deposit emas. 

Jadi, masuk akal bahwa senyawa organosulfur menunjukkan kapasitas adsorpsi yang tinggi. Namun itu belum semuanya. TTF-COF juga mampu menjalani hingga 16 pencucian dan penggunaan kembali sambil kehilangan sedikit efisiensi adsorpsinya.

Mengenai selektivitas metode, Abbaspourrad mencatat bahwa metode pemulihan emas lain tidak selektif. Oleh karena itu, mereka menghasilkan impuritas. Namun, mengingat banyaknya logam mulia yang digunakan dalam perangkat elektronik, “kemampuan untuk memulihkannya dengan cara yang dapat secara selektif menangkap logam yang diinginkan – dalam hal ini, emas – sangat penting.” 

Namun, ini bukan akhir dari apa yang dapat dicapai oleh metode baru ini. COFs yang dimuat dengan tujuan dapat kemudian digunakan untuk mengubah e-waste menjadi “katalis berharga untuk transformasi organik hijau yang berguna.”

Konversi karbon dioksida menjadi bahan organik dicapai pada tekanan CO2 ambient pada 122 derajat Fahrenheit atau 50 derajat Celsius melalui karboksilasi.

“Dengan mengubah CO2 menjadi bahan bernilai tambah, kami tidak hanya mengurangi kebutuhan pembuangan limbah, tetapi juga memberikan manfaat lingkungan dan praktis. Ini semacam win-win bagi lingkungan.”

– Penulis utama Amin Zadehnazari, yang merupakan peneliti pasca doktoral di laboratorium penulis korespondensi Alireza Abbaspourrad, seorang profesor di Departemen Ilmu Pangan, College of Agricultural and Life Sciences, Cornell University

Perusahaan yang Terlibat dalam Pengelolaan e-Waste

Sekarang, mari kita lihat beberapa nama terkenal dalam pengelolaan dan daur ulang sampah elektronik yang berkontribusi pada upaya keberlanjutan lingkungan.

1. LKQ Corporation

Ini adalah penyedia terkemuka suku cadang alternatif dan khusus untuk memperbaiki mobil dan kendaraan lainnya. Ia juga terlibat dalam daur ulang suku cadang dan material otomotif, berkontribusi pada pengelolaan sampah elektronik. Saat ini, LKQ adalah pemain dominan dalam distribusi suku cadang tabrakan pasar sekunder di Amerika Utara.

Dengan kapitalisasi pasar $9,48 miliar, saham LKQ Corp. saat ini diperdagangkan pada $36,49, turun 0,71% tahun-ke-tahun (YTD). Ia memiliki EPS (TTM) sebesar 2,70 dan P/E (TTM) sebesar 13,52. Perusahaan memiliki dividen yield sebesar 3,29%, yang membuatnya sangat menarik bagi mereka yang mencari saham yang menghasilkan pendapatan pasif kuat.

Untuk Q3 2024, LKQ Corp. melaporkan pendapatan sebesar $3,6 miliar, meningkat 0,5%, sementara laba bersih yang disesuaikan mencapai $230 juta. Perusahaan mengakhiri kuartal dengan arus kas bebas $661 juta dan mengembalikan $200 juta kepada pemegang saham melalui dividen tunai $79 juta serta investasi $125 juta dalam pembelian kembali saham. 

Selama periode ini, dewan juga menyetujui peningkatan program pembelian kembali saham sebesar $1 miliar, menaikkannya menjadi $4,5 miliar, yang lebih meningkatkan kemampuan perusahaan untuk mengembalikan nilai lebih banyak lagi.

2. Republic Services

Penyedia layanan lingkungan ini menawarkan pengumpulan limbah padat non-berbahaya, daur ulang, dan layanan pembuangan. Untuk bisnis daur ulang elektronik, lampu, dan baterai, ia menyediakan kit pengembalian melalui pos terpisah dan memastikan penanganan yang bertanggung jawab dengan menghapus data “tujuh kali” sebelum membuang peralatan.

Dengan kapitalisasi pasar $64,5 miliar, saham Republic Services (RSG ) saat ini diperdagangkan pada $205, naik 2,1% YTD. Ia memiliki EPS (TTM) sebesar 6,25 dan P/E (TTM) sebesar 32,48. Perusahaan memiliki dividen yield sebesar 1,13%.

Untuk Q3 2024, Republic Services melaporkan peningkatan pendapatan sebesar 6,5%, sementara laba bersih mencapai $565,7 juta. Arus kas operasi YTD sebesar $2,9 miliar, sementara kas yang dikembalikan kepada pemegang saham selama periode ini sebesar $834,3 juta, termasuk investasi $329,5 juta dalam pembelian kembali saham dan dividen $504,8 juta yang dibayarkan.

“Kinerja kuat kami selama kuartal ketiga merupakan hasil langsung dari pelaksanaan prioritas strategis kami.”

– CEO Jon Vander Ark

3. Waste Connections

Perusahaan layanan limbah padat ini menyediakan layanan pengumpulan, pemindahan, pembuangan, dan daur ulang limbah. Menurut situs resmi Waste Connections (WCN ), ia menerima sampah elektronik seperti televisi dan monitor komputer. Fokusnya adalah pada masa depan yang lebih bersih dan hijau dengan mengalihkan material berbahaya potensial dari tempat pembuangan akhir.

Dengan kapitalisasi pasar $45 miliar, saham Waste Connections saat ini diperdagangkan pada $174,38, naik 1,37% YTD. Ia memiliki EPS (TTM) sebesar 3,64 dan P/E (TTM) sebesar 47,42. Perusahaan memiliki dividen yield sebesar 0,73%.

Untuk Q3 2024, Waste Connections melaporkan hasil “lebih baik dari perkiraan” dengan pendapatan $2,338 miliar, meningkat 13,3% tahun ke tahun. Laba bersih perusahaan sebesar $308 juta, naik 17,3% tahun ke tahun, sementara dividen kuartalan reguler meningkat 10,5%. Arus kas bersih operasi YTD sebesar $1,660 miliar, sementara arus kas bebas yang disesuaikan sebesar $1,044 miliar.

Kesimpulan

Digitalisasi yang semakin meningkat dan, pada gilirannya, konsumsi elektronik yang meningkat menyebabkan peningkatan cepat e-waste. Peluncuran model baru yang sering, tingkat daur ulang yang rendah, siklus inovasi yang pendek, dan rentang rata-rata produk elektronik yang berkurang adalah faktor-faktor yang berkontribusi pada masalah ini. 

Namun, penelitian terbaru dari Universitas Cornell mengubah e-waste menjadi peluang besar dengan memperkenalkan metode inovatif yang mudah diproduksi. Dengan mengubah e-waste menjadi sumber daya berkelanjutan, penelitian ini menawarkan dua manfaat sekaligus: memulihkan aset yang sangat berharga, yaitu emas, dan mengurangi bahaya lingkungan tidak hanya dari e-waste tetapi juga dari penambangan emas. 

Studi seperti ini sangat penting di era saat ini, di mana konsumerisme dan kemajuan teknologi meningkat pada skala yang belum pernah terjadi sebelumnya, menawarkan kita jalan menuju masa depan di mana limbah bukan masalah melainkan sumber daya yang hanya menunggu untuk dimanfaatkan!

Klik di sini untuk mempelajari bagaimana proses e-waste dapat mengurangi kekurangan logam kritis.