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Elektronikdesign Alternative Materialien senken den CO₂-Fußabdruck um bis zu 95 Prozent

Quelle: Pressemitteilung 1 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Precoplat Präzisions Leiterplatten Technik GmbH
ISH Ingenieursozietät GmbH
Eurocircuits GmbH

Lassen sich kritische Rohstoffe und der CO₂-Ausstoß in der Elektronikentwicklung senken? Eine Antwort will das EU-Projekt SUSTRONICS geben. Am Beispiel von Medizintechnik-Wearables zeigt sich, wie gedruckte Elektronik, alternative Substrate und frühe Lebenszyklusanalysen den Hardware-Entwurf nachhaltiger werden lassen.

Elektroden aus Papier und Kupferpaste liefern vergleichbare Signalqualitäten wie der etablierte Goldstandard. Sie schneiden bei sämtlichen Umweltwirkungsanalysen deutlich besser ab.(Bild: Screentec)
Elektroden aus Papier und Kupferpaste liefern vergleichbare Signalqualitäten wie der etablierte Goldstandard. Sie schneiden bei sämtlichen Umweltwirkungsanalysen deutlich besser ab.
(Bild: Screentec)

Neben elektrischen Parametern, Bauraum und Kosten rückt im Elektronikdesign die ökologische Bilanz von Elektronikbaugruppen stärker in den Fokus. Angetrieben wird der Trend durch strenge EU-Vorgaben. Wie sich Nachhaltigkeit bereits in der Entwicklung und im Design verankern lässt, untersucht das EU-Großprojekt SUSTRONICS, das bis Mai 2026 lief.

Im Zentrum des Konsortiums, an dem unter anderem das Fraunhofer IZM, Infineon Austria, Philips und zahlreiche weitere Industrie- und Forschungspartner beteiligt sind, stehen ressourcenschonende Materialien, gedruckte Elektronik und energieeffiziente Fertigungsprozesse.

Medizintechnik als Beispiel

Um Ansatzpunkte für Optimierungen zu finden, setzen die Forscher des Fraunhofer IZM auf wissenschaftlich fundierte Lebenszyklusanalysen. Dabei wird der gesamte Produktlebenszyklus von der Rohstoffgewinnung über die Produktion bis zum End-of-Life (EoL) auf sogenannte Hotspots untersucht.

Ein konkretes Beispiel aus dem Projekt: Bei Glukose-Messpflastern zeigte sich in der Ökobilanz, dass fast allein die Elektroden für die ökologischen Auswirkungen verantwortlich waren. Durch die enge Verzahnung mit der Entwicklung konnte Projektpartner Onalabs einen optischen Sensor integrieren und den CO₂-Fußabdruck des gesamten Messpflasters um rund 65 % reduzieren.

Weg von PET und Silber

Dass auch die Werkstoffauswahl direkt auf das CO₂-Konto einzahlt, belegen die Ergebnisse zu intelligenten Wundpflastern. Durch den Ersatz konventioneller Materialkombinationen aus PET und Silber durch alternative Substrate wie Thinstar, leitfähige Kohlenstoff-Tinten und Recyclingmaterialien konnten die Umweltwirkungen der flexiblen Elektronikmodule um bis zu 95 % gesenkt werden.

Das Projekt liefert praxistaugliche Methoden und Ökobilanz-Daten, die Unternehmen künftig als Leitfaden für ein umweltbewussteres Power- und Elektronikdesign nutzen können. Damit wandelt sich Nachhaltigkeit von einer rein administrativen Vorgabe zu einem messbaren Designparameter in der Hardware-Entwicklung. (heh)

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