Ob im Smartphone oder Computer, gedruckte Leiterplatten stecken in fast allen elektronischen Geräten. Sie bestehen aus nicht nachwachsenden Rohstoffen wie Glasfasern und Epoxidharz und lassen sich nur schwer recyceln. Die Zahlen sprechen für sich: Rund 60 % der 62 Millionen Tonnen Elektroschrott, die jährlich anfallen, sind Leiterplatten. 

Hans Kleemann, Forschungsgruppenleiter am Integrated Center for Applied Physics & Photonic Materials der Technischen Universität Dresden, will das ändern. Im Fokus seiner Arbeit steht die Frage, wie elektronische Geräte nachhaltig gestaltet werden können. Für die Entwicklung einer biobasierten und recycelbaren Leiterplatte wurde der Dresden Physiker nun mit dem Forschungspreis der Joachim Herz Stiftung im Bereich Biotechnologie ausgezeichnet. Der Preis ist mit 500.000 Euro dotiert und wurde am 30. September in Hamburg verliehen.

Gefäßsystem der Blätter als natürliches Gerüst 

Die Innovation basiert auf Arbeiten des Projektes „UnbeLEAFable“, das Kleemann leitet. Dabei ließ sich der Forscher von der Natur inspirieren, in diesem Fall von der Struktur von Blattskeletten. Für die biobasierte Leiterplatte wird demnach das filigrane Gefäßsystem der Blätter als natürliches Gerüst genutzt. Mithilfe von Hefen oder Bakterien werden die Blätter so verwandelt, dass ein Gerüst aus Lignin übrigbleibt. Dieses wird schließlich mit biobasierten Kunststoffen aufgefüllt, sodass ein neuartiges Material für nachhaltige Leiterplatten entsteht, das die herkömmlichen Bauteile ersetzen könnte.

Biologisch abbaubare Leiterplatte

Bei der Herstellung würden einerseits weniger Energie und keine fossilen Rohstoffe benötigt werden und andererseits wären die entstehenden Leiterplatten biologisch abbaubar, sodass sich die übrigen Komponenten wiederverwenden lassen, so die Begründung der Joachim Herz Stiftung.

Mit dem Preisgeld ist es Kleemann und seinem Team möglich, die Forschungsarbeit so weit voranzutreiben, bis ein Prototyp entwickelt ist, der später den Weg in die Praxis finden könnte. „Das geförderte Projekt gibt uns nun die Möglichkeit, nicht nur recyclebare Leiterplatten aus natürlichen Blättern zu entwickeln, sondern auch vielfältige material- und prozessspezifische Aspekte hin zu einer vollständigen Kreislaufwirtschaft völlig neu zu erforschen“, sagt Kleemann.

Game-Changer für die Elektroindustrie

„Wenn es Dr. Kleemann gelingt, sein hochinnovatives Vorhaben in die Anwendung zu bringen, dann ist dies ein echter Game-Changer für die Elektroindustrie und bringt uns auf dem Weg zu einer für unsere Umwelt so wichtigen Kreislaufwirtschaft einen großen Schritt voran“, so Sabine Kunst, Vorstandsvorsitzende der Joachim Herz Stiftung.

Mit Preis zeichnet die Joachim Herz Stiftung herausragende Forschende aus, die mit interdisziplinären Ansätzen Impulse für eine nachhaltige Zukunft geben. Der Preis wird jährlich abwechselnd in den Naturwissenschaften und Wirtschaftswissenschaften vergeben. 

bb