Elektronik skal designes til genanvendelse og længere levetid

På verdensplan er kasseret elektronik den hurtigst voksende kilde til affald. Kun 17 procent bliver genanvendt på en miljømæssigt forsvarlig måde. Teknologisk Institut står i spidsen for det europæiske initiativ Sustain-a-Print, der skal understøtte omstillingen til cirkulær elektronikindustri.

– Sammen med europæiske partnere udvikler vi komponenter til elektronik – fx sensorer og tastaturer – der adskiller sig fra traditionelt elektronikdesign på to måder. For det første bliver elektronikken produceret med mere miljøvenlige materialer og metoder. Og for det andet er den nye elektronik designet til enten at kunne genanvendes eller være bionedbrydelig, siger Christian Rein, faglig leder på Teknologisk Institut.

Kobber sænker klimaaftrykket
Teknologisk Institut har især fokus på printet elektronik, som er en såkaldt ”additiv” produktionsmetode. På linje med 3D-print bygger man elektronikken op i lag ud fra en CAD-fil – og uden overflødige materialer. Det gør metoden fleksibel i forhold til både design og materialevalg.

– Der er brug for at udvikle materialer med lavere klimaaftryk for at lykkes med grøn omstilling inden for elektronik. I printet elektronik består det strømledende blæk oftest af mikrosølv. Kobber er både billigere og mere miljøvenligt, fordi der skal mines mindre for hvert gram, der udvindes. Vi udvikler og opskalerer nanomaterialer som fx kobber til produktion af nye blæktyper, siger Christian Rein.

Nemt at printe, nemt at skille ad

Når materialerne er på plads, er næste skridt, at elektronikken skal indgå i et mere cirkulært økonomisk kredsløb. Brug-og-smid-ud-kulturen resulterer i, at der kasseres store mængder elektronik, der indeholder værdifulde materialer og komponenter.

– Det er både dyrt, forurenende og skaber et unødigt pres på jordens ressourcer. Derfor skal vi designe elektronikken, så den let kan printes, skilles ad for genanvendelse eller bionedbrydes, når dens levetid er ovre. Vi har udviklet et elektronikdesign, som er første generation til test af nanomaterialer, lag og processer, siger Christian Rein.

For at forlænge elektronikkens levetid har Teknologisk Institut også opbygget klimakammer og tryksystemer til accelererede aldring-tests, der kan hjælpe med at standardisere levealderen.

Nye materialer og processer testes i industrien

Det er bl.a. den danske virksomhed Melsen Tech, som tester de nye materialer og processer. Melsen Tech producerer membrantastaturer, der bruges i alt fra industrielle kontrolpaneler til husholdningselektronik. Tastaturerne er vigtige komponenter i betjeningen af elektronikken omkring os.

Melsen Tech benytter netop sølv til at printe ledende baner i deres produkter. De deltager i Sustain-a-Print for at udskifte sølv med kobber.

– Teknologisk Institut hjælper os også med at udforske mulighederne for at benytte digitale printteknikker, genbruge elektronikmaterialer og forlænge levetiden for vores produkter. Vi har et ønske om at være frontløber på grøn omstilling og cirkulær økonomi. Det bringer os et skridt tættere på målet at være med i Sustain-a-Print, siger Marcus Holm, CEO i Melsen Tech.

Fakta om Sustain-a-Print:

Sustain-a-Print består af i alt 11 partnere fra Europa, som hver bidrager med udviklingen af cirkulære elektronikkomponenter med lavere klimaaftryk. Teknologisk Institut er projektleder og står desuden for udvikling og opskalering af nanomaterialer til produktion af ledende blæktyper til printet elektronik. Desuden støtter Teknologisk Institut med udviklingen af mere miljøvenlig ledende blæk og genbrug af printet elektronik.

Creative Nano udvikler biogeniske kulstofmaterialer til slidområder. Lomartov står for livscyklusanalyse af løsningerne. Aristotle Universitet udvikler nye miljøvenlige/bionedbrydelige substrater. CPI udvikler blæk til printning og vedhæftningsmaterialer. AXIA hjælper med kommunikation. ITENE står for Safe and Sustainable by Design (SSbD)-metoderne. Nanoscientifica udvikler sølv-nanomaterialer fra genbrugsmaterialer. Det polytekniske universitet i Catalonien står for genbrugsprocesserne. Dropsense står for den ene user case, mens Melsen Tech står for den anden. De to cases er fokuseret på hhv. printbare biosensorer og tastaturer.