Perpustakaan Digital ITB

Penggunaan electric vehicle (EV) sangat tinggi saat ini. Sistem penyimpanan energi pada EV yang paling banyak digunakan adalah baterai litium ion (LIB) dengan material katoda nikel mangan kobalt oksida (NMC) dan nikel kobalt aluminium (NCA) karena menawarkan beberapa kelebihan seperti densitas energi yang besar, ramah lingkungan, masa pakai yang panjang, serta memiliki efisiensi yang baik. Meningkatnya penggunaan EV menyebabkan meningkatnya penggunaan LIB. Penggunaan LIB yang semakin meningkat akan berujung kepada pembentukan limbah yang besar di akhir pemakaian. Katoda LIB jenis NMC dan NCA mengandung logam-logam yang bernilai ekonomis seperti nikel, kobalt dan tembaga yang mengambil 41,28% dari katoda. Logam nikel, kobalt dan tembaga dapat dipulihkan dari limbah katoda LIB jenis NMC dan NCA dengan reduksi karbon. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui analisis termodinamika pada proses pemulihan logam berharga nikel, kobalt dan tembaga dari limbah katoda LIB jenis NMC dan NCA. Analisis termodinamika penelitian ini dilakukan menggunakan bantuan piranti lunak FactSage versi 7.3. Umpan yang digunakan pada proses reduksi karbon penelitian ini adalah katoda NMC dan NCA, fluks, reduktan dan gas inert. Ada empat variasi yang dilakukan pada penelitian ini, yaitu variasi umpan katoda, karbon, temperatur, dan fluks. Sasaran penelitian adalah menentukan kondisi optimum (jumlah karbon dan temperatur) yang dapat menghasilkan perolehan logam berharga (nikel, kobalt, tembaga) yang tinggi, konsentrasi pengotor di lelehan logam yang rendah dan tidak menghasilkan padatan pada sistem. Variasi fluks yang paling optimum digunakan adalah sistem Al2O3-SiO2-CaO dengan komposisi Al2O3 sebesar 4%. Berdasarkan hasil simulasi, kondisi optimum untuk sistem reduksi karbon umpan NMC adalah pada jumlah karbon 234 kg/1000 kg umpan katoda pada minimal temperatur 1550oC. Pemulihan logam berharga dari umpan katoda NCA saja tidak dapat dilakukan karena akan terbentuk padatan yang akan mengganggu operasional. Pemulihan logam berharga dari umpan katoda NCA dapat dilakukan dengan menggabungkannya dengan katoda NMC. Kondisi optimum untuk sistem reduksi karbon umpan gabungan NMC dan NCA adalah pada jumlah karbon 76,8 kg/1000 kg umpan katoda pada minimal temperatur 1600oC.