Menyederhanakan Proses Daur Ulang Logam Kritis Dapat Mengurangi Kekurangan dan Beban Lingkungan

Pentingnya Daur Ulang Logam

Mineral resources are inherently limited, and their extraction is energy-consuming and environmentally destructive. The mining industry is a major consumer of fresh water, an emitter of greenhouse gases, causing deforestation and pollution that can last decades if not centuries.

Secara teori, logam seharusnya menjadi material yang paling dapat didaur ulang, karena terbuat dari unsur murni, berbeda dengan molekul organik kompleks seperti plastik.

Namun pada praktiknya, hal ini jauh dari kebenaran, karena daur ulang logam sering tidak sempurna, atau terlalu mengonsumsi energi. Hal ini terutama berlaku untuk komponen elektronik, yang mencampur pada tingkat atom campuran kompleks elemen eksotis seperti logam langka, kadmium, titanium, tungsten, dll.

Jadi, ini merupakan berita besar bahwa peneliti dari Rice University (AS) dan Tsinghua University (Cina) telah mengembangkan cara baru sepenuhnya untuk mendaur ulang logam menggunakan arus listrik intens. Hasil mereka dipublikasikan di Nature Chemical Engineering pada 25 September^th, 2024 dengan judul “Flash separation of metals by electrothermal chlorination”.

Metode Daur Ulang Logam

Daur Ulang Logam Saat Ini

Saat ini, daur ulang logam sebagian besar bergantung pada hidrometalurgi cair, atau pelarutan logam dalam air cair atau basa. Namun, teknik ini melibatkan konsumsi air dan bahan kimia yang besar dengan aliran limbah sekunder yang bermasalah.

Sumber: MEAB

Pilihan lain adalah pirometalurgi, yang pada dasarnya melelehkan semua logam campuran bersama-sama dan kemudian memurnikannya kembali berdasarkan sifat fisiknya (titik leleh, dll.). Masalahnya adalah metode ini kurang selektif, sehingga sering hasilnya masih berupa campuran logam yang berbeda. Metode ini juga memerlukan input energi yang signifikan, menurunkan profil lingkungannya.

Pemanasan Joule Kilat (FJH)

Pemanasan Joule Kilat adalah metode yang pemimpin tim riset, James M. Tour, memiliki pengalaman sebelumnya untuk sintesis graphene dan pembuangan limbah.

Sumber: India Education Diary

FJH terdiri dari mengalirkan arus listrik melalui suatu material untuk memanaskannya dengan cepat hingga suhu sangat tinggi. Kecepatan proses pemanasan mengubah material menjadi zat‑zat yang berbeda.

Mereka menemukan bahwa metode ini dapat diterapkan pada ekstraksi logam. Dan tampaknya dapat diterapkan secara luas pada berbagai limbah elektronik. Secara khusus, metode ini terbukti dapat memisahkan:

• Tantalum dari kapasitor.
• Gallium dari LED.
• Indium dari film surya bekas.

Metode ini mencapai hasil tersebut tanpa menggunakan air, asam, atau pelarut lain, secara drastis mengurangi polusi yang dihasilkan. Tidak hanya dapat bekerja pada banyak logam, tetapi juga mencapai kemurnian 95% untuk hasil akhir, dengan mengontrol kondisi reaksi secara tepat. Secara total, hasilnya mencapai 85% yang sangat memuaskan.

Jadi meskipun tidak dapat memulihkan semua logam, metode ini dapat secara drastis mengurangi bagian limbah yang perlu diproses dengan hidrometalurgi atau pirometalurgi.

Prospek Masa Depan FJH

Daur Ulang Elektronik Universal

Metode ini dipelajari di sini untuk mendaur ulang hanya beberapa jenis limbah elektronik. Lebih banyak pekerjaan diperlukan untuk menilai metode ini pada jenis elektronik lain yang sangat membutuhkan opsi yang lebih efisien dan ramah lingkungan, seperti misalnya baterai.

“Kami sedang mencoba menyesuaikan metode ini untuk pemulihan logam kritis lainnya dari aliran limbah.”
Dr. Bing Deng – Asisten profesor di Tsinghua University dan co‑first author studi ini.

Kemungkinan juga metode ini dapat disempurnakan lebih lanjut, seperti mengujinya dengan kombinasi sejumlah kecil asam untuk menemukan cara meningkatkan total hasil.

“Terobosan ini mengatasi masalah mendesak kekurangan logam kritis dan dampak lingkungan negatif sekaligus memberikan insentif ekonomi bagi industri daur ulang secara global dengan proses pemulihan yang lebih efisien,”
Dr. Shichen Xu – Peneliti postdoctoral di Rice / co‑first author studi ini.

Ekstraksi Mineral

Secara konseptual, terdapat sangat sedikit perbedaan antara daur ulang logam dan ekstraksi mineral dari bijih alami. Dalam kedua kasus, logam terbenam bersama elemen lain dan perlu dipisahkan secara paksa untuk dimurnikan dan dapat digunakan oleh industri yang membutuhkannya.

Dalam pertambangan juga, pemurnian sering dicapai melalui penggunaan air + asam, atau panas ekstrem, keduanya dalam skala besar. Ini merupakan bagian penting mengapa pertambangan begitu kontroversial dan merusak lingkungan.

Jadi metode ini juga dapat menjanjikan untuk ekstraksi litium dan unsur tanah jarang, menurut Dr. Shichen Xu.

Berinvestasi dalam Daur Ulang Logam

Sementara beberapa logam seperti baja dan aluminium didaur ulang dengan baik, material yang lebih kompleks seperti limbah elektronik masih sebagian besar tidak didaur ulang, atau diproses dalam kondisi tidak higienis dan mencemari di negara miskin.

Sementara itu, kendaraan listrik, panel surya, baterai, pompa panas, dan perangkat elektronik kecil diproduksi dalam jumlah yang terus meningkat, menumpuk persediaan material yang perlu didaur ulang dalam beberapa tahun saja.

Anda dapat berinvestasi pada perusahaan daur ulang melalui banyak broker, dan Anda dapat menemukan di sini, pada securities.io, rekomendasi kami untuk broker terbaik di Amerika Serikat, Kanada, Australia, Inggris, serta banyak negara lainnya.

Jika Anda tidak tertarik memilih perusahaan tertentu, Anda juga dapat melihat ETF seperti Mast Global Battery Recycling & Production ETF (EV), VanEck Circular Economy UCITS ETF (REUS), atau WisdomTree Recycling Decarbonisation UCITS ETF – USD Acc (WRCY) (WT )  yang akan memberikan eksposur yang lebih terdiversifikasi untuk memanfaatkan industri daur ulang.

Perusahaan Daur Ulang Logam

1. Li-Cycle Holdings Corp 

Di antara semua jenis limbah elektronik, baterai mungkin merupakan yang paling bermasalah.

Hal ini karena tidak hanya mereka merupakan perangkat yang sangat kompleks yang mengandung banyak logam pencemar yang berbeda, tetapi juga karena mereka selalu berpotensi menjadi risiko keselamatan akibat risiko kebakaran atau ledakan baterai yang terisi. Jadi, menghancurkan atau melelehkan baterai untuk daur ulang jelas dapat menimbulkan bahaya tersebut.

Dan volume baterai yang perlu didaur ulang akan meningkat enam kali lipat pada tahun 2030 di Amerika Utara saja.

Sumber: Li-Cycle

Ini merupakan keunggulan penting Li‑Cycle bahwa metode mereka dapat memproses paket baterai yang terisi penuh tanpa perlu membongkar atau mengosongkannya.

Ini juga merupakan proses “agnostik bentuk baterai”, yang berarti dapat bekerja pada jenis baterai lithium‑ion apa pun, terlepas dari produsen atau status baterai. Karena industri masih jauh dari konsolidasi pada desain tertentu, dan inovasi terjadi sangat cepat, penting bagi pendaur ulang untuk tetap mampu bekerja secara efisien dalam jangka panjang.

Secara keseluruhan, perusahaan mencapai tingkat pemulihan 95% dan dapat menghasilkan material berkualitas tinggi seperti lithium karbonat grade baterai dari baterai bekas.

Sumber: Li‑Cycle

Pada tahun 2023 dan awal 2024, perusahaan menghadapi hambatan dengan pembengkakan biaya yang masif untuk pembangunan fasilitas pemrosesan penting di Rochester, NY. Hal ini terjadi setelah ekspansi yang sangat cepat dengan fasilitas yang dibangun di seluruh Amerika Utara, Eropa, dan Asia.

Jika selesai dan beroperasi pada kecepatan penuh, Rochester Hub dapat memproses hingga 35.000 ton massa hitam (pada dasarnya baterai yang dihancurkan) per tahun.

Ini akan menjadi lonjakan besar dibandingkan hanya 1.394 ton massa hitam yang diproduksi pada Q2 2024.

Sumber: Li‑Cycle

Untuk mendapatkan dana yang cukup menyelesaikan Rochester, Li‑Cycle mengamankan pada Maret 2024 investasi sebesar $75 juta dari raksasa pertambangan Glencore. Perusahaan juga mencari pinjaman $375 juta dari pemerintah AS sebagai bagian dari dorongan kebijakan hijau dan re‑industrialisasi dalam kerangka IRA AS dan Undang‑Undang Infrastruktur Bipartisan.

Proses pinjaman DoE kini cukup maju, telah mencapai langkah 5 dari total 6. Konstruksi di Rochester diperkirakan akan dimulai kembali jika pinjaman disetujui.

Sumber: Li‑Cycle

Angin hambatan lain bagi perusahaan adalah harga material yang rendah, yang memengaruhi seluruh rantai pasokan, termasuk penambang litium. Sebagai respons, perusahaan mengurangi jumlah karyawan dan memotong biaya di mana memungkinkan.

Jika Rochester Hub berhasil, perusahaan berencana membangun tiga hub generasi ketiga tambahan (Rochester adalah generasi kedua) di Alabama, Arizona, dan Jerman.

Sumber: Li‑Cycle

2. Enviri

Dulu dikenal sebagai Harsco, perusahaan ini merupakan raksasa dalam daur ulang limbah, dengan fokus pada limbah industri dan pertambangan, termasuk logam (40% dari total penjualannya).

Perusahaan terbagi menjadi 3 bagian:

• Harsco Environmental: Memproses 20 juta ton slag setiap tahun untuk menghasilkan aspal, blok paving, abrasif, genteng atap, dan pupuk.
• Clean Earth: khusus dalam penanganan limbah berbahaya, termasuk 5,6 juta lampu per tahun, 5,3 juta pon baterai, 5.000 ton elektronik, 3,4 juta tanah tercemar, dan 71 juta galon air limbah.
• Rail: menyediakan solusi pemeliharaan dan konstruksi rel.

Sumber: Enviri

Secara keseluruhan, segmen daur ulang/pembersihan menjadi mayoritas bisnis, dengan 62% total pendapatan berasal dari Amerika Utara. Clean Earth telah tumbuh cepat, beralih dari hanya beberapa persen pendapatan perusahaan pada 2019 menjadi hampir sepertiga pada 2024.

Sumber: Enviri

Perusahaan melihat peluang pertumbuhan besar dalam penanganan PFAS (Per- dan polyfluoroalkyl substances), atau “bahan kimia selamanya” yang semakin menjadi perhatian dan membutuhkan proses yang lebih baik. Pasar pembuangan PFAS yang dapat ditangani oleh Clean Earth milik Enviri diperkirakan akan tumbuh menjadi 3‑5 miliar.

Perusahaan juga terus fokus mengidentifikasi metode tambahan yang dapat menghancurkan PFAS, alih-alih menimbunnya atau menggunakan metode injeksi sumur dalam.

Kami percaya penghancuran merupakan teknologi superior untuk mengurangi risiko dan kewajiban jangka panjang.

Elizabeth Peterson – Chief Commercial Officer of Clean Earth

Seiring semakin banyak regulasi yang menangani masalah polusi yang belum ditangani (seperti PFAS), kemungkinan perusahaan seperti Enviri akan mendapat manfaat darinya. Peluang lain dapat ditemukan dalam baja hijau dan aspal karbon‑negatif.

Dalam jangka panjang, perusahaan mempertimbangkan untuk menjual aset relnya, untuk menyelesaikan transformasinya dari grup industri menjadi perusahaan ekonomi hijau. Namun hal ini mungkin memerlukan waktu, karena regulasi dan ancaman terhadap kontrak jangka panjang di Eropa jika terjadi penjualan, yang menyebabkan penjualan segmen rel ditunda untuk saat ini.