Categories
Articles

Berapa banyak unsur kimia yang dibutuhkan untuk membangun sebuah mobil?

Inventarisasi rinci menunjukkan bahwa mobil listrik lebih rentan terhadap tantangan pasokan bahan daripada pemakan bensin yang rakus

Mark Peplow
Modul hibrida membutuhkan lusinan unsur yang jumlahnya lebih besar daripada 1 mg. Tabel periodik ini menunjukkan massa rata-rata masing-masing unsur yang dibutuhkan untuk membangun sebuah mobil. (Kredit: Environ, Sci. Technol.)

Mobil modern tersusun atas lebih daripada 2000 senyawa berbeda yang terdiri dari hanya 76 unsur kimia. Sejumput arsen, secercah kripton, secuil tantalum, dan sebongkah tembaga adalah sebagian kecil dari 76 unsur tersebut, menurut analisa yang melelahkan dari bahan yang ditemukan dalam berbagai macam mobil (Environ. Sci. Technol. 2021, DOI: 10.1021/acs.est.1c00970).

Analisa ini bukan hanya sebuah latihan pembukuan. Yang lebih penting, analisa ini mengungkapkan bagaimana kecenderungan kearah mobil listrik mengubah resep bahan mobil dan membuka mata fabrikan terhadap kerentanan potensial dalam rantai pasok bahan-bahan tersebut. Karena gangguan pasokan dapat menyebabkan harga mobil lebih mahal yang bisa menghambat adopsi mobil listrik, fabrikan dan pembuat kebijakan perlu mengetahui dimana titik penjepit tersebut dan bagaimana menghindarinya, kata ketua tim peneliti dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) yang dilansir dalam majalah C&EN,.

Data dalam artikel tersebut diambil dari tujuh mobil sedan dan SUV yang diproduksi tahun 2019-20 oleh Ford, yang meliputi mesin pembakaran dalam dan modul hibrida yang sebagian mengandalkan baterai. Sistem data yang digunakan adalah International Materials Data System, yang secara luas dipakai oleh fabrikan dan pemasoknya, untuk menghitung massa dari lebih daripada 2000 bahan berbeda yang ditemukan dalam komponen kendaraan. Kemudian mereka menyelaminya kedalam CAS Registry untuk mencari komposisi unsur dari setiap senyawa (kecuali mika, karet alam dan grafit, yang menghadapi resiko pasokan tetapi mengandung unsur yang umum). Catatan ini memperhitungkan sekitar 84% dari massa kendaraan, sehingga peneliti mengembangkan algoritma pembelajaran mesin (machine-learning) untuk membantu mengidentifikasi bahan dalam massa yang hilang tersebut, berdasarkan perbandingan dengan senyawa sejenis.

Tujuh kendaraan mengandung total 76 unsur yang ada dengan jumlah paling sedikit 1 mg, dengan masing-masing model mengandung 67-70 unsur. Unsur yang ditemukan dalam jumlah yang sangat kecil, antara lain: arsen dalam baterai timbal-asam kendaraan, kripton dalam lampu depan, dan tantalum dalam kapasitor.

Peneliti juga menaksir kerentanan fabrikan terhadap gangguan dalam pasokan setiap unsur, dengan menghitung bagaimana kekurangan pasokan mungkin manaikkan harga bahan. Mereka menyusun nilai dolar ini – yang disebut exposure – dengan menggabungkan informasi massa setiap unsur dalam kendaraan. Exposure menangkap tingkat kepentingan ekonomi dan kerentanannya terhadap perubahan harga.

Hasil analisa menunjukkan bahwa untuk fabrikan yang memproduksi 1 juta mobil per tahun, transisi seluruhnya dari mobil pembakaran dalam ke modul hibrida akan menaikkan exposure total dari $1 juta menjadi $2 juta. Hampir setengah dari exposure tambahan ini ditemukan dalam baterai dalam mobil hibrida, yang mengandalkan unsur seperti kobalt dan nikel. Tetapi tembaga juga menghadapi resiko yang penting, karena harganya yang sangat mudah berubah dan jumlah yang dipakai untuk pengkabelan besar. Dan untuk semua kendaraan modern, tak peduli sumber tenaganya, pemakaian yang ekstensif emas dalam sensor dan sistem elektronika lain membawa resiko exposure yang terus tumbuh. Tetapi ada juga unsur yang tidak diperlukan lagi dalam mobil listrik seperti logam kelompok platina yang ditemukan dalam konverter katalitik.

Menurut hasil analisa ini, pembuat kebijakan dan fabrikan harus berinvestasi dalam penelitian untuk mengurangi pemakaian bahan kritis, mencari pengganti, dan membangun kapasitas untuk mendaur ulang lebih banyak komponen kendaraan pada akhir umurnya. Biaya yang tinggi dengan adanya gangguan pasokan mendemonstrasikan bahwa daur ulang tidak boleh dipandang sebagai kebajikan tetapi pekerjaan rumah yang mahal. Ia harus diperhitungkan sebagai cara untuk memagari keuangan melawan kenaikan harga bahan asal yang mahal.

(Heru Setyawan)

By Elkimkor

We belongs to the Dept. of Chemical Engineering, Institut Teknologi Sepuluh Nopember. We aim to advance chemical engineering education through research on processing natural resources by addressing issues on energy, biomedical, and environmental.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s