Lignin Baterai Kendaraan listrik

Perbesar

Baca berita dengan sedikit iklan, klik di sini

Poin penting

Perusahaan pulp dan kertas dari Finlandia, Stora Enso, mengembangkan baterai mobil listrik berbahan lignin atau polimer yang terdapat dalam kayu.
Lignin itu diisolasi dari lindi hitam yang menjadi limbah dari pabrik pulp dan kertas.
Lignin diolah menjadi karbon keras yang bisa menjadi anoda baterai ion litium menggantikan grafit yang berbasis fosil.

SUDAH dua tahun Stora Enso menggandeng Northvolt, perusahaan baterai Swedia, membuat baterai mobil listrik menjadi lebih hijau. Stora Enso adalah perusahaan pulp dan kertas Swedia yang mengklaim punya hutan tanaman industri atau HTI terluas di dunia. Lewat salah satu pabriknya di Kotka, Finlandia, Stora Enso memproduksi Lignode, elektroda negatif alias anoda untuk baterai mobil listrik yang menggantikan grafit. Lignode terbuat dari lignin, polimer yang terkandung dalam kayu yang diisolasi dari lindi hitam yang merupakan limbah pabrik pulp dan kertas.

Baca berita dengan sedikit iklan, klik di sini

Langkah Stora Enso menghijaukan baterai mobil listrik ini termasuk inovasi besar. Pasalnya, mobil listrik memang tak mengeluarkan emisi karbon, tapi produksi baterai ion litium, yang paling banyak dipakai mobil listrik saat ini, menghasilkan emisi yang cukup besar. Sebuah mobil Tesla Model T membutuhkan hingga 70 kilogram grafit untuk baterainya. Satu pabrik baterai Tesla saja, yang memproduksi 500 ribu baterai, membutuhkan hingga 10 persen produksi grafit tahunan dunia. Selain menambang di alam, grafit bisa diperoleh dalam bentuk grafit sintetis dari kokas minyak bumi dan ter batu bara.

Baca berita dengan sedikit iklan, klik di sini

Penambangan grafit alam kerap dianggap tidak ramah lingkungan. Begitu pula produksi grafit sintetis dari bahan bakar berbasis fosil yang kian memperparah krisis iklim. Menurut analisis Wood McKenzie, firma riset dan konsultan yang berbasis di Edinburgh, Inggris, pembuatan grafit sintetis melibatkan pemanasan karbon hingga suhu 3.000 derajat Celsius selama berminggu-minggu.

Masalahnya, Uni Eropa sangat bergantung pada grafit impor. Sebanyak 90 persen kebutuhan grafitnya dipasok oleh Cina. Padahal pabrik grafit di Cina menggunakan energi untuk pemanasan karbon itu dari pembangkit listrik tenaga batu bara. “Produksi grafit rendah dan pasar sangat bersaing,” ucap Lauri Lehtonen, Senior Vice President dan Kepala Inovasi di Divisi Biomaterials Stora Enso. Walhasil, investasi tak mengalir ke manufaktur anoda baterai ion litium. Sebab, alokasi modal ke sana dipandang berisiko. “Lignode merupakan solusi cepat dan rendah risiko yang membantu meningkatkan produksi anoda di Eropa,” tutur Lehtonen seperti dikutip MarketScreener.

Pabrik Sunila di Kotka, pabrik Stora Enso yang dirancang oleh perancang terkemuka Finlandia, Alvar Aalto, dan mulai memproduksi bubur kertas pada 1938, dijadikan proyek perintis manufaktur Lignode. Sudah sewindu pabrik Sunila menghasilkan lignin yang diisolasi dari lindi hitam. Setiap tahun, pabrik ini memproduksi lignin sebanyak 50 ribu ton dan 370 ribu ton pulp. Stora Enso menginvestasikan dana 10 juta euro atau sekitar Rp 167,2 miliar untuk membangun proyek perintis Lignode ini. Ditargetkan selesai dibangun pada 2025, baterai ion litium berbasis kayu ini akan masuk skala produksi massal.

Widya Fatriasari, profesor riset bidang teknologi bioproses Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), mengatakan kandungan lignin dalam kayu dan nonkayu berbeda-beda. “Rata-rata 20-30 persen kandungan lignin dalam tanaman,” kata peneliti yang tergabung dalam Kelompok Riset Bioproduk Polifenol pada Pusat Riset Biomassa dan Bioproduk BRIN ini. Widya, yang sejak 2016 meneliti lignin, mengatakan pimpinannya pada 2019 meminta kelompok risetnya berfokus pada penelitian lignin. “Sejak 2019 kami berfokus meneliti lignin untuk menghasilkan biosurfaktan,” tutur peraih gelar doktor bidang teknologi serat dan komposit dari Sekolah Pascasarjana IPB University pada 2014 tersebut.

Surfaktan, Widya mengimbuhkan, merupakan senyawa yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan antara dua cairan, gas dan cairan, atau cairan dan zat padat. Surfaktan dapat bertindak seperti detergen, bahan pembasah, pengemulsi, dan pendispersi. “Awalnya kami menggunakan lignin dari kayu yang diisolasi dari lindi hitam yang merupakan limbah pabrik pulp dan kertas,” ujar Widya. “Setelah 2019, karena sudah bertambah beberapa target aplikasinya, seperti komposit dan tekstil antimikroba, kami menggunakan lignin dari nonkayu seperti jerami dan pelepah pinang.”

Widya menyebutkan beberapa produk yang telah dihasilkan menggunakan lignin nonkayu. Pada 2021, institusinya bekerja sama dengan PT Greenie Alam Indonesia mengembangkan papan partikel tahan api dari lignin yang diisolasi dari pelepah pinang. Pada 2022, kelompok riset Widya bekerja sama dengan PT Solusi Biru Indonesia (Blue Engine) mengembangkan nampan ginjal dan pispot dari lignin yang berasal dari jerami padi. “Kami juga mengembangkan tabir surya berbahan lignin sebagai zat aditifnya. Sebab, lignin memiliki sifat antioksidan dan antimikroba yang bisa menangkal radikal bebas. Risetnya dengan Universitas Mulawarman, Samarinda,” tuturnya.

Menurut Widya, kandungan lignin kayu lunak, seperti yang digunakan Stora Enso, lebih tinggi dibanding kayu keras yang banyak ditanam di Indonesia. Berdasarkan literatur yang dibaca Widya, kayu lunak atau kayu berdaun jarum, seperti pinus, aras (cedar), dan cemara, memiliki kandungan lignin 25-35 persen dari berat keringnya. Adapun kayu keras, seperti akasia dan eukaliptus, memiliki kandungan lignin 18-25 persen dari berat keringnya. “Selain itu, di luar negeri, lindi hitam memang diolah menjadi lignin. Sedangkan di sini lindi hitam dipakai sebagai bahan bakar boiler,” ujarnya.

Widya menambahkan, kelompok risetnya tengah menginisiasi kolaborasi dengan Kelompok Riset Biokarbon pada Pusat Riset Biomassa dan Bioproduk, mengembangkan anoda karbon untuk baterai kendaraan listrik seperti yang dilakukan Stora Enso. “Tapi mereka membuat karbonnya bukan dari lignin, melainkan dari biomassa berupa tandan kosong kelapa sawit,” ucap Widya. “Tujuan riset itu nantinya untuk membandingkan performa karbon yang dibuat dari lignin dengan biomassa langsung,” katanya. “Secara teoretis, karbon dari lignin lebih murni sehingga mungkin karakteristiknya lebih baik dibanding karbon dari biomassa yang masih mengandung polimer lain.”