Peningkatan kebutuhan litium saat ini menimbulkan ancaman defisit ketersediaan sumber daya litium. Sebuah unit penelitian Fitch Solution, BMI, memprediksi defisit pasokan litium terjadi pada tahun 2025 (BMI, 2022). Defisit pasokan dapat terjadi akibat peningkatan jumlah permintaan litium tidak sebanding dengan jumlah pasokan. Peningkatan kebutuhan litium disebabkan oleh pertumbuhan industri baterai yang menjadikan litium sebagai bahan baku. Lebih lanjut, BMI mengungkap bahwa lonjakan permintaan dapat berdampak pada ketatnya pasar dan harga yang tinggi. Selain itu, eksploitasi besar-besaran menyebabkan kelangkaan dan menjadikan litium tergolong mineral kritis. 

Jenis baterai yang dimaksud yaitu baterai litium-ion (li-ion). Alokasi litium dalam pembuatan baterai li-ion terhitung sekitar 59% (Xing et. al., 2024). Saat ini, industri baterai mengalami pertumbuhan yang disebabkan oleh meningkatnya produksi teknologi elektronik dan upaya elektrifikasi transportasi. Menurut data statistik dari McKinsey & Company (2023), permintaan baterai li-ion akan mengalami peningkatan dari 700 GWh menjadi lebih dari 4,7 TWh pada rentang waktu 2022-2030 (Gambar 1). Peningkatan jumlah permintaan baterai li-ion berakibat pada konsumsi litum global untuk industri baterai yang menyentuh angka 134.000 ton pada tahun 2022 (USGS, 2024).

Gambar 1 Permintaan Baterai Li-Ion (Mckinsey & Company, 2023)

Litium dan Beberapa Sumber Daya Potensial

Litium merupakan unsur logam penting yang digunakan sebagai elektroda positif (katoda) pada baterai li-ion (Kelly et. al., 2021). Namun dalam produksinya menghadapi sejumlah tantangan dikarenakan kelangkaan dan konsentrasi yang kecil. Sementara eksploitasi litium terus dilakukan untuk memenuhi kebutuhan. Beberapa sumber daya alam litium antara lain: brine, mineral, dan geotermal/panas bumi (Chandrasekharam et. al., 2024). 

Penambangan litium dari alam saat ini memang memiliki dampak bagi lingkungan. Negara Australia, sebagai produsen litium terbesar di dunia tahun 2023 melakukan penambangan litium secara langsung dari mineral (USGS, 2024). Kelly et. al., (2021) menyatakan bahwa produksi litium dari mineral secara langsung melalui ekstraksi melepaskan 37 ton CO₂ untuk setiap ton litium. Metode lain dilakukan dengan menambang litium dari air garam, seperti di Chile dan Argentina. Namun penggunaan air secara intensif menimbulkan kekhawatiran terhadap keberlanjutan (Chandrasekharam et. al., 2024). 

Baca juga : Indonesia-Australia Kolaborasi Perkuat Rantai Pasok Energi Bersih Di Kawasan

Berdasarkan riset Chandrasekharam et. al., (2024) penambangan litium juga dilakukan dari perairan panas bumi. Penambangan tersebut menghasilkan jejak kerusakan lingkungan yang relatif kecil. Salah satu lokasi panas bumi yang mengandung litium yaitu danau Salton Sea, Amerika Serikat. Sementara Indonesia, lokasi panas bumi di Dieng memiliki kandungan litium mencapai 99 mg/L (PSDMB, 2019).

Sumber Daya Potensial Dari Coal Fly Ash

Investigasi sumber daya litium dilakukan untuk memenuhi kebutuhan litium dan mengatasi ancaman defisit pasokan. Ambisi transisi energi bersih membuat Indonesia melakukan impor 60.000 ton litium dari Australia (Setiawan, 2023). Maka investigasi sumber daya alternatif litium menjadi urgen dilakukan agar dapat memenuhi peningkatan kebutuhan. Salah satu sumber daya alternatif potensial untuk dikembangkan yaitu coal fly ash (CFA). CFA merupakan abu sisa pembakaran Batubara Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) (Xing et. al., 2024). Pemanfaatan CFA, bukan hanya menjadi alternatif sumber daya litium tapi juga menjadi solusi bagi pencemaran lingkungan. 

CFA tersusun atas dua fase yaitu fase kristal mullite/korundum dan fase kaca aluminosilikat kaya silika yang terasosiasi unsur litium. Unsur litium yang terkandung dalam CFA di beberapa tempat yaitu 0,06-0,3%, sebanding dengan litium pada deposito pegmatit (mineral litium) kadar industri (Fang et, al., 2023). Litium dapat diperoleh dengan menggunakan metode ekstraksi yang memisahkan fase kaca aluminosilikat sehingga dapat membebaskan litium (Xing et.al., 2024). 

Metode Ekstaksi Litium Dari Coal Fly Ash

Umumnya ekstraksi litium dilakukan dengan menggunakan metode leaching atau pelindian. Fang et. al., (2023) memberikan ulasan terkait pelindian sintering. Di mana hambatan dari proses ini adalah tingginya suhu kalsinasi dan biaya operasional yang lebih mahal. Metode baru ditawarkan dalam ekstraksi litium dari CFA untuk proses yang efisien dan efektif serta dapat menghasilkan persentase recovery (perolehan) yang lebih tinggi. Inovasi yang digagas yaitu integrasi mechanochemistry dan pelindian menggunakan HCl (Hydrochloric acid) atau asam klorida untuk ekstraksi litium dari coal fly ash. 

Baca juga : GBK Jadi Komplek Olahraga Pertama Yang Pakai Energi Bersih PLN

Potensi Mechanochemistry dan HCl Leaching untuk Ekstraksi Litium 

Proses ekstraksi litium dari CFA melalui dua tahapan ekstraksi yaitu mechanochemistry dan pelindian menggunakan HCl. Ekstraksi dimulai dari tahapan mechanochemistry atau mekanokimia setelah melakukan preparasi. Mechanochemistry merupakan tahap pre-treatment melalui aktivasi kimia menggunakan energi mekanik. Metode mechanochemistry memiliki keunggulan yang dapat meningkatkan efisiensi pelindian unsur-unsur lebih dari 90% (Fang et. al., 2023) Tahapan selanjutnya, konsentrat akan memasuki tahap leaching atau pelindian menggunakan HCl. Sifat pada HCl dapat memutus ikatan fase aluminosilikat dan melarutkan litium dalam bentuk asam (Xing et. al., 2024). 

Kombinasi proses ekstraksi litium dari CFA melalui aktivasi mechanochemistry dan leaching menggunakan HCl diharapkan dapat berkontribusi dalam penyediaan bahan baku litium. Integrasi dari kedua tahapan dapat menjadi gagasan inovasi yang efisien dan efektif dengan target persentase perolehan litium lebih dari 90%. Potensi sumber daya litium dari CFA yang didukung dengan metode ekstraksi inovatif semakin menarik direalisasikan di masa depan. Bila riset dapat diaplikasikan, maka bukan hanya dapat memenuhi kebutuhan litium untuk produksi baterai tapi juga menjadi pelopor energi bersih dari Batubara. 

Referensi

BMI, 2022. Global Lithium: Key Themes For A Fast-Growing, Fast-Evolving Sector. https://www.fitchsolutions.com/bmi/mining/global-lithium-key-themes-fast-growing-fast-evolving-sector-08-08-2022. 8 April 2024

Chandrasekharam, D., Sener, M. F., Recepoglu, Y. K., Isik, T., Demir, M. M., Baba, A., 2024. Lithium: An energy transition element, its role in the future energy demand and carbon emissions mitigation strategy. Geothermics, 119: 1-13.

Fang, H., Zhou, C., Xu, S., Shi, J., Hu, Y., dan Liu, G. 2023. High-Efficiency Extraction of Aluminum and Lithium from Coal Fly Ash Using A Novel Sodium Pyrosulfate Mechanochemical Activation-Sodium Persulfate Pressure Leaching Technology. J. of Clean Prod. 423: 1-11.

Kelly, J. C., Wang, M., Dai, Q. & Winjobi, O., 2021. Energy, greenhouse gas, and water life cycle analysis of lithium carbonate and lithium hydroxide monohydrate from brine and ore resources and their use in lithium ion battery cathodes and lithium ion batteries. Resources, Conservation and Recycling, 174.

Baca juga : Indonesia Dan Finlandia Inovasi Energi Bersih, Komit Dukung Net Zero Emission

McKinsey & Company, 2023. Baterai 2030: Tangguh, berkelanjutan, dan sirkular. https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our insights/battery-2030-resilient-sustainable-and-circular#/. 14 April 2024

PSDMB (Pusat Sumber Daya Mineral, Batubara, dan Panas Bumi), 2019. Potensi dan Keterdapatan Lithium di Indonesia. Jakarta: Direktorat Jenderal EBTKE.

Setiawan, V.N. 2023. Demi Jadi “Raja”, RI Impor 60 Ribu Ton Lithium dari Australia. https://www.cnbcindonesia.com/news/20230710082952- 4-452690/demi-jadi-raja-ri-impor-60-ribu-ton-lithium-dari-australia. 14 Januari 2024.

USGS (United States Geological Survey), 2024. Lithium, United States: U.S. Geological Survey.

Xing, M., Zhang, F., Zheng, P., Wang, Y., Zhao, L., dan Xu, C. 2024. Selective Recovery of Lithium from High-Aluminum Fly Ash by Using Alkali-Dissolution-Assisted HBTA–TOPO Synergistic Extraction. J. of Cleaner Prod. 434: 139998.

Muhammad Alfath
Mahasiswa S1 Jurusan Teknik Pertambangan, Universitas Hasanuddin

Update berita dan artikel RM.ID menarik lainnya di Google News

Dapatkan juga update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari RM.id. Mari bergabung di Grup Telegram "Rakyat Merdeka News Update", caranya klik link https://t.me/officialrakyatmerdeka kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.