Ekstraksi Litium Laut Bisa Mendorong Industri Baterai

Seiring dengan meningkatnya permintaan litium seiring dengan meningkatnya kendaraan listrik dan sistem penyimpanan energi, para ilmuwan beralih ke laut—tempat cadangan besar bahan baterai penting sebagian besar belum dimanfaatkan.

Litium, logam ringan yang penting untuk baterai berkinerja tinggi, menghadapi kendala pasokan yang meningkat seiring dengan berkurangnya sumber daya darat dan metode ekstraksi yang menimbulkan masalah lingkungan. Lautan, yang mengandung sekitar 180 miliar ton litium—hampir 5.000 kali lebih banyak dari cadangan berbasis darat—dapat menawarkan solusi, tetapi mengekstraksinya menghadirkan tantangan teknis yang sangat besar.

Air laut hanya mengandung sekitar 0,17 bagian per juta litium—seribu kali lebih encer daripada di dataran garam darat. Selain itu, ion litium disertai oleh ion natrium, magnesium, dan kalium yang jauh lebih melimpah dengan sifat kimia yang serupa, sehingga ekstraksi selektif menjadi sangat sulit. Metode komersial saat ini seperti penguapan matahari (digunakan di dataran garam) atau pencucian asam (dari bijih batuan keras) terbukti tidak layak secara ekonomi pada konsentrasi air laut.

Para peneliti di seluruh dunia sedang mengembangkan pendekatan inovatif untuk mengatasi kendala ini:

Adsorben Selektif: Bahan-bahan canggih seperti hidroksida ganda berlapis litium-aluminium dan oksida mangan litium menunjukkan potensi untuk menangkap ion litium secara istimewa. Para ilmuwan Jepang baru-baru ini mendemonstrasikan sistem yang menggunakan bahan-bahan ini yang mencapai pemulihan litium 90% dari air laut.

Metode Elektrokimia: Dengan menerapkan medan listrik yang disetel secara tepat, para peneliti dapat mendorong ion litium melalui membran khusus sambil mengecualikan ion yang bersaing. Sebuah studi tahun 2023 di Nature Energy menunjukkan pendekatan ini dapat mengurangi konsumsi energi sebesar 60% dibandingkan dengan metode tradisional.

Pemisahan Membran: Membran nanofiltrasi baru dengan saluran selektif litium sedang dikembangkan. Meskipun prototipe saat ini menghadapi masalah daya tahan, model teoretis menunjukkan bahwa mereka pada akhirnya dapat mencapai kemurnian 99% dengan biaya yang kompetitif.

Ekstraksi litium air laut yang berhasil dapat mengubah rantai pasokan global. Tidak seperti penambangan darat—yang seringkali membutuhkan penggunaan air yang luas di daerah kering dan menghasilkan produk sampingan beracun—ekstraksi laut dapat ditempatkan bersama dengan pabrik desalinasi, menggunakan infrastruktur yang ada. Penilaian siklus hidup awal menunjukkan bahwa litium air laut dapat memiliki jejak karbon 30-40% lebih kecil daripada sumber konvensional.

Meskipun tantangan teknis dan penskalaan yang signifikan tetap ada, potensi imbalan telah menarik investasi dari pemerintah dan korporasi. Seiring dengan permintaan baterai yang terus meningkat secara eksponensial, lautan mungkin akan segera memainkan peran sentral dalam memberi daya pada masa depan energi bersih kita.