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12.08.2015

Elektronikschrott für den Biomüll

Alte Elektronik einfach in den Biomüll werfen - klingt utopisch, könnte aber bald wahr werden. Nachwuchsforscher in Karlsruhe entwickeln dafür Elektronik aus kompostierbaren Naturmaterialen zum Drucken.

Biomüll statt Elektroschrott: Für biologisch leicht abbaubare elektronische Bauteile entwickeln KIT-Nachwuchsforscher nachhaltige Druckmaterialien und Tinten.
Biomüll statt Elektroschrott: KIT-Nachwuchsforscher entwickeln nachhaltige Elektronik.

Alte Fernseher, Handys oder Tablets gehören nicht in den Hausmüll, sondern müssen vorschriftsmäßig entsorgt werden. Der Grund liegt auf der Hand: Schadstoffe werden verbreitet und Ressourcen verschwendet. Nachwuchsforscher in Karlsruhe arbeiten nun an biologisch leicht abbaubaren Materialien, die auch zum Druck von Elektronikteilen geeignet sind. Diese Bioelektronik, so die Idee, könnte  später einfach auf dem Biomüll entsorgt werden. Am Projekt „Biolicht“ sind auch Partner aus der Industrie beteiligt. Das Bundesforschungsministerium stellt  1,7 Millionen Euro zur Verfügung.

2 Millionen Tonnen Elektroschrott fallen jährlich in Deutschland an. Die Möglichkeit, Elektronik wie organische Leuchtdioden für Bildschirme jeder Art kostengünstiger zu drucken, hat den Wegwerftrend noch beflügelt. Denn Elektronik aus dem Drucker liegt im Trend und lässt Geräte wie Fernseher, Smartphones und Computer immer billiger werden. Eine Entwicklung, die den Verbraucher freut, Umweltschützer jedoch mit Sorgen verfolgen. Dem wollen junge Forscher vom Karlsruher Institut für Technologie nun entgegenwirken. Geht es nach den Vorstellungen der Nachwuchsforscher, könnten Halbleiter und Farbstoffe bald schon aus biologisch leicht abbaubaren Materialien wie Pflanzenextrakten und Isolatoren aus Gelantine bestehen. „Diese sind zwar nicht so langlebig wie die anorganischen Alternativen, doch die Lebensdauer von Einwegelektronik überstehen sie schadlos“, sagt Gerado Hernandez-Sosa, der die Nachwuchsforschergruppe Biolicht leitet. Das Projekt wird über einen Zeitraum vom vier Jahren vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 1,7 Millionen Euro unterstützt. Projektpartner sind neben dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Unternehmen BASF SE, Merck, Heidelberger Druckmaschinen AG und SAP AG sowie die Universität Heidelberg .

Elektronik verrottet auf dem Kompost

Der Vorteil liegt auf der Hand: Ausgediente Elektronik aus biologisch abbaubarem Material könnte problemlos wie Kartoffeln- oder Bananenschalen in den Biomüll oder Kompost geworfen werden und dort verrotten. Für herkömmliche gedruckte Elektronik wie die in Fernseh- und Computerbildschirmen verwendeten organischen Leuchtdioden (OLEDs) könnte diese Entsorgungsmethode bald möglich sein. Noch besteht die Trägerfolie der OLEDs aus der gleichen Plastik, aus der Getränkeflaschen hergestellt sind. Die Nachwuchsforscher wollen dafür Naturstoffe wie Speisestärke, Zellulose oder Chitin einsetzen. Auf Metalle und Halbmetalle wie Silizium verzichten sie fast vollständig.

In drei Jahren zur Marktreife

Diese kompostierbare Trägerfolie wird  – ähnlich wie Papier- mit elektronischen Bauteilen bedruckt. Die Funktion dieser Bauteile hängt von der dafür verwendeten Tinte ab. Anstelle von Farbpartikeln sind darin leitende, halbleitende oder nichtleitende, also isolierende, Materialien gelöst. Nach dem Auftragen trocknet das flüssige Lösemittel und die zurückbleibende Schicht bildet das entsprechende Bauteil.

Die Nachwuchsforscher von „Biolicht“ wollen dafür biologisch abbaubare Tinten entwickeln, die auf das neue Folienmaterial abgestimmt sind. Zugleich sollen die Tinten mit den in der Industrie bereits bestehenden Geräten gedruckt werden können. „Hersteller organischer Elektronik können so auf die umweltfreundlichen Materialien umsteigen, ohne ihr Druckerarsenal auszutauschen“, sagt Hernandez-Sosa. Doch zunächst müssen die Forscher umweltverträgliche Materialien finden, welche die erforderlichen elektrischen Eigenschaften besitzen. Geeignet wäre danach Hartgelantine, aus der Medikamentenkapseln bestehen. Auch muss die Tinte den druckfähigen Temperaturen standhalten, darf also werden zu flüssig noch zu dick sein. Denn die Dicke, die weniger als ein tausendstel Millimeter beträgt, darf maximal um fünf Prozent schwanken. Trotz der noch hohen Herausforderungen: Das Karlsruher Team ist zuversichtlich, dass in den nächsten drei Jahren die kompostierbare Elektronik marktreif ist.

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