Seiring percepatan adopsi kendaraan listrik (EV) di pasar global, kapasitas pengolahan baterai lithium-ion bekas serta peningkatan teknologi pemulihan logam bernilai tinggi menjadi isu strategis bagi industri otomotif dan material.
Dalam konteks ini, Toray Industries, Inc. pada awal Desember 2025 mengumumkan keberhasilannya mengembangkan teknologi membran nanofiltrasi (NF) berkinerja tinggi yang dapat diskalakan ke ukuran praktis untuk proses industri. Teknologi ini memungkinkan pemulihan litium dengan kemurnian tinggi dan tingkat perolehan lebih dari 95 persen dari larutan hasil pelindian baterai kendaraan listrik bekas.
Membran baru tersebut dirancang untuk menangani larutan pelindian asam sulfat yang berasal dari black mass, yaitu serbuk hasil penghancuran baterai bekas. Dengan ketahanan tinggi terhadap lingkungan asam, teknologi ini dinilai mampu mengurangi beban pengolahan limbah baterai sekaligus meredakan keterbatasan pasokan sumber daya litium, sebuah isu yang kian mendesak seiring pertumbuhan pasar EV.
Tantangan struktural dalam daur ulang basah baterai EV
Daur ulang baterai lithium-ion kendaraan saat ini umumnya mengandalkan metode basah (hydrometallurgical process). Dalam metode ini, baterai dihancurkan, kemudian dilarutkan menggunakan asam, sebelum logam-logamnya dipisahkan melalui serangkaian proses seperti presipitasi dan ekstraksi pelarut.
Meskipun telah mapan secara teknis, pendekatan tersebut memiliki sejumlah tantangan struktural. Proses yang kompleks cenderung meningkatkan konsumsi bahan kimia dan energi, serta menimbulkan beban lingkungan dari pengolahan air limbah dan lumpur sisa proses.
Dengan proyeksi lonjakan volume baterai bekas pada paruh akhir dekade 2020-an, pelaku industri daur ulang semakin mencari solusi yang lebih sederhana, hemat energi, dan berkelanjutan.
Selektivitas tinggi: hanya litium yang lolos
Teknologi membran NF yang dikembangkan Toray memungkinkan pemilahan ion secara selektif, di mana ion litium dapat menembus membran, sementara ion logam lain seperti nikel dan kobalt ditekan permeasinya.
Pengembangan ini memanfaatkan keahlian Toray dalam desain material polimer dan kontrol struktur berpori, yang selama ini digunakan dalam membran RO untuk pengolahan air. Hasilnya adalah membran dengan daya tahan tinggi yang tetap stabil dalam kondisi sangat asam.
Salah satu pencapaian penting dari proyek ini adalah keberhasilan menskalakan teknologi dari level laboratorium ke ukuran yang dapat diintegrasikan langsung ke fasilitas daur ulang komersial. Dengan memasukkan tahap pemisahan berbasis membran ke dalam proses daur ulang, potensi penyederhanaan alur proses serta pengurangan penggunaan bahan kimia dan energi menjadi lebih realistis.
Kerangka regulasi dan peluang “horizontal recycling”
Di Jepang, Undang-Undang Pemanfaatan Sumber Daya yang Efisien mewajibkan produsen dan importir untuk melakukan pengumpulan serta daur ulang baterai sekunder berukuran kecil. Untuk baterai kendaraan listrik, berbagai negara juga tengah memperkuat regulasi dan skema pengumpulan.
Dalam konteks ini, teknologi yang mampu memulihkan litium dengan kemurnian tinggi membuka peluang untuk menggunakannya kembali sebagai bahan baku baterai. Pendekatan ini berpotensi mengurangi ketergantungan pada impor sumber daya sekaligus menciptakan nilai tambah domestik.
Konsep ini sering disebut sebagai horizontal recycling, yaitu sirkulasi sumber daya dari baterai bekas langsung kembali ke rantai pasok baterai generasi berikutnya. Pilihan teknologi untuk mewujudkan model tersebut kini semakin beragam.
Dukungan riset dan tantangan implementasi
Pemulihan litium berbasis teknologi membran juga mendapat perhatian di kalangan akademisi. Peneliti dari Universitas Tohoku, misalnya, melaporkan keberhasilan memisahkan litium secara selektif dari larutan pelindian baterai bekas menggunakan membran NF yang dimodifikasi permukaannya, dengan penggunaan bahan kimia yang minimal dan kemurnian litium karbonat di atas 99 persen.
Namun demikian, penerapan hasil riset ke skala industri masih menghadapi tantangan, termasuk ketahanan jangka panjang, kapasitas pemrosesan, dan biaya. Di sinilah peran produsen material dalam pengembangan teknologi skala besar, dukungan kebijakan publik, serta inovasi berkelanjutan dari lembaga riset menjadi kunci.
Fokus berikutnya: implementasi dan persaingan teknologi
Teknologi pemulihan litium berbasis membran bersaing dengan pendekatan lain, seperti penyempurnaan ekstraksi pelarut dan metode elektrokimia. Penentu keberhasilan ke depan terletak pada seberapa cepat dan stabil teknologi ini dapat diintegrasikan ke lini daur ulang nyata.
Dengan keberhasilan penskalaan membran NF, Toray memposisikan teknologinya sebagai solusi yang melampaui tahap riset dan siap menuju implementasi industri. Menjelang era lonjakan besar baterai EV bekas, persaingan untuk menguasai teknologi dan model bisnis dalam ekonomi sirkular baterai diperkirakan akan semakin intens.