Спец-ЭлектронКомплект

К 2030 году мировые электронные отходы достигнут 74 млн тонн, и только 20% из них будут собираться или перерабатываться должным образом. Электронная промышленность сталкивается с серьезными проблемами, связанными с доступностью важнейших материалов и растущим давлением, направленным на сокращение воздействия на окружающую среду и переход к цикличности.

Старший научный сотрудник VTT, одного из ведущих исследовательских институтов Европы, Лийза Хакола представила пять способов продвижения цикличности и устойчивости в электронике.

Дизайн для окружающей среды и цикличности
Экологические цели должны быть включены в процесс проектирования и технические спецификации продуктов на протяжении всего их жизненного цикла. Цели экодизайна и циклического проектирования включают энергоэффективность, эффективность использования материалов, гибкий и длительный жизненный цикл продукта, возможность модернизации, возможность вторичной переработки материалов и многое другое.

Продукты должны разрабатываться по модульному принципу, что позволяет отделять каждый компонент на любой стадии процесса и использовать его в качестве вторичных материалов. VTT помогает промышленным клиентам разрабатывать инновационные переработанные материалы, продукты, процессы и другие решения, которые продлевают жизненный цикл материалов и помогают уменьшить нехватку сырья.

Экологичный выбор сырья
Поскольку мировое потребление материальных ресурсов, как ожидается, увеличится более чем вдвое в период с 2015 по 2050 год, электронная промышленность должна начать использовать больше сырья, основанного на возобновляемых природных ресурсах. Одним из хороших примеров являются целлюлозные материалы, такие как бумага и наноцеллюлоза, которые VTT уже успешно использует в качестве материальных платформ для печатной электроники.

В 2019–2022 годах VTT руководил проектом ECOtronics, который продемонстрировал использование нескольких различных материалов на основе биополимеров, целлюлозы и древесины в качестве подложек, таких как печатные платы и смарт-этикетки для упаковочного сектора. В дополнение к материалам подложки, более экологичный выбор может быть сделан и для проводящих материалов. Некоторые металлы, обычно используемые в электронике, являются редкими, критически важными и/или ценными, и среди распространенных материалов можно найти альтернативы, такие как замена серебра медью или использование материалов на основе углерода.

Энергоэффективные и экономичные технологии производства.
Многие из традиционных технологий, используемых в производстве электроники, основаны на субтрактивных процессах. С другой стороны, печать и другие аддитивные и совместимые технологии сокращают количество отходов в процессе производства.

В качестве аддитивной технологии печатная электроника представляет собой ресурсосберегающий производственный процесс, и по сравнению с процессами, основанными на травлении, она потребляет меньше энергии и создает меньше отходов, а также позволяет избежать использования вредных химических веществ. Открываются возможности для разработки новых типов электронных продуктов, например, для интеллектуальной упаковки, носимых устройств, точного земледелия и диагностики.

Устойчивость на этапе использования
Новые технические решения предлагают возможности устойчивого развития и на этапе использования продукта, например, сокращение пищевых отходов, более быстрая диагностика или повышение производительности в секторах упаковки, диагностики и производства соответственно. Кроме того, можно снизить энергопотребление электронных устройств. Этого можно достичь благодаря недорогим и легким устройствам, а также новым типам технологий, основанным на использовании тонких и гибких материалов на биологической основе в сочетании с аддитивным производством. Кроме того, возможности сбора энергии, такие как использование органических фотоэлектрических элементов (OPV), открывают новые возможности для энергонезависимых устройств.

Одним из примеров проекта ECOtronics является смарт-этикетка, напечатанная на биологическом пластике и работающая от суперконденсатора, заряжаемого солнечными панелями даже в помещении. Эта этикетка может быть добавлена как часть упаковки продукта и может использоваться для контроля, например, за условиями транспортировки продуктов питания и лекарств или других термочувствительных продуктов. Воздействие этой смарт-этикетки на окружающую среду чрезмерно компенсируется экологическими улучшениями в логистике, которые она обеспечивает.

Управление жизненным циклом для экономики замкнутого цикла
Экономика замкнутого цикла предлагает возможности для управления электроникой и электронными отходами (э-отходами), которые являются самым быстрорастущим потоком бытовых отходов в ЕС. Например, ежегодно в обращение поступает 1,5 миллиарда новых мобильных телефонов. Старые телефоны попадают в ящики стола или на свалку, а это означает, что их материалы и компоненты теряются. Эти материалы должны быть возвращены в промышленность и использованы повторно.

Появляются также новые типы электронных устройств, часто обеспечиваемые аддитивным производством, например, одноразовые диагностические тесты для потребителей и датчики, измеряющие условия окружающей среды на фермах и для метеорологических целей. Таким образом, требуется управление по окончании срока службы с помощью эффективных моделей экономики замкнутого цикла, концепций проектирования замкнутого цикла и методов дезинтеграции материалов и компонентов, адаптированных также для печатной электроники.

Биоразлагаемость также является одной из возможностей на случай, если электронные продукты случайно или преднамеренно попадут в окружающую среду. Поскольку новые типы электронных продуктов могут оказаться в различных потоках отходов, таких как упаковка или пластиковые отходы, переработка материалов и компонентов должна рассматриваться в каждом конкретном случае.

Источник