Istraživači iz EU-a razvijaju ekološki prihvatljivije senzore, tiskane pločice i druge elektroničke uređaje kako bi smanjili neodrživo visoke razine e-otpada.
EKO TEHNOLOGIJA
Manje otpada: Radit će čipove i elektroniku od drva i papira
Da bi razvio ekološki prihvatljive elektroničke uređaje kao što su senzori i tiskane pločice, dr. Valerio Beni okreće se papiru.
Taj je stručnjak za zelenu kemiju sa švedskog istraživačkog instituta RISE preusmjerio svoju pozornost sa celuloze na drvo s ciljem izrade potrošačkih elektroničkih uređaja koji nemaju ugljični otisak i lakše se recikliraju.
POGLEDAJTE VIDEO:
Pokretanje videa...
VIDEO
Drvodjelstvo
Beni je s kolegama otkrio da se proizvodnjom celuloze i pretvaranjem celuloze u papir za proizvodnju električnih uređaja nove generacije troši previše energije da bi postupak bio ekološki prihvatljiv do mjere koju su htjeli postići.
- Zato smo se zapitali zašto se ne bismo vratili korak unatrag do ishodišnog materijala za proizvodnju papira. A to je drvo - rekao je Beni.
Beni vodi istraživački projekt koji financira EU za istraživanje načina proizvodnje potrošačke elektronike od materijala na bazi drva.
Projekt pod nazivom HyPELignum završit će u rujnu 2026., a trajat će četiri godine. Na tom projektu surađuju istraživački instituti, sveučilište te predstavnici industrije iz Austrije, Nizozemske, Slovenije i Španjolske.
Životni vijek postojećih elektroničkih uređaja nije održiv. Osim što su za proizvodnju potrebne sirovine i energija, odbacivanjem uređaja stvaraju se goleme količine otpada. Godine 2022. u svijetu su proizvedene rekordne 62 milijarde tona e-otpada, odnosno 7,8 kilograma po osobi. U Europi je proizvedeno 17,6 milijardi tona, što je više nego u bilo kojoj drugoj regiji, prema podacima Ujedinjenih naroda.
Ta se svjetska gomila otpada gotovo udvostručila od 2010. kad je težila 34 milijarde tona, a predviđa se da će se do 2030. povećati na 82 milijarde tona. Osim što količine e-otpada brzo rastu, prema podacima UN-a, i njegovo je zbrinjavanje komplicirano. Godine 2022. samo se petina svjetskog e-otpada reciklirala, iako je stanje u Europi nešto bolje, gdje je reciklirano oko 43 % e-otpada.
Bolje tiskane pločice
Glavna su sastavnica e-otpada tiskane pločice. Čak 60 % utjecaja na okoliš koji ima elektronika uzrokovano je tiskanom pločicom nekog uređaja, kaže Beni. Pločice se sastoje od kompleksnih slojeva materijala koje je teško reciklirati, a najčešće su to smola, plastika i bakar. Jetkanjem pločice oblikuju se vodljive metalne strukture na koje se mogu zalemiti elektroničke sastavnice.
Kao alternativu tome znanstvenici koji rade na projektu HyPELignum razvijaju dvije vrste drvenih tiskanih pločica. Jedna je od njih izrađena od tankih slojeva drva, slično šperploči. Druga je konstruirana od celuloznih vlakana ekstrahiranih iz drva i drvnog otpada.
- Želimo pokušati zamijeniti neke materijale s visokom emisijom ugljika koji se upotrebljavaju u elektronici materijalima s niskom emisijom ugljika - kaže Beni.
Vodljive se strukture na drvene pločice tiskaju, a ne jetkaju, s pomoću vodljivih metalnih tinti koje su razvijene u okviru projekta. Te tinte sadržavaju i celulozu te bioplastične materijale proizvedene od drva.
Drvene bi pločice trebalo biti jednostavnije reciklirati na kraju njihovog vijeka trajanja nego tradicionalne tiskane pločice. Možda će ih čak biti moguće kompostirati.
Novi slojevi
Ključni je izazov kod recikliranja elektronike odvajanje komponenti s tiskanih pločica. Kako bi riješili taj problem, istraživači koji rade na projektu HyPELignum razvijaju toplinski i kemijski razgradive slojeve koji se mogu postaviti između drva i otisnutih vodljivih struktura.
Kad se te slojeve uništi na kraju vijeka trajanja proizvoda, vodljive strukture i elektroničke sastavnice otpadaju s drva. Nakon toga se drvena pločica i vodljive strukture i sastavnice koje su najvećim dijelom metalne mogu slati u različite postupke recikliranja. Osim toga, razgradivi se slojevi također dobivaju od drva. U okviru projekta ti se slojevi proizvode od lignina ekstrahiranog iz drvnog otpada.
U takvoj se „zelenoj kemiji” emitiraju znatno manje količine ugljičnog dioksida (CO2) jer se upotrebljavaju biogeni materijali iz obnovljivih izvora, a ne fosilna ulja, tvrdi Beni.
- Što se tiče utjecaja emisije CO2, drvo i biogeni materijali imaju više-manje nulti učinak. Oni apsorbiraju CO2 kako bi rasli, a zatim otpuštaju isti taj CO2 kad ih se upotrebljava - kaže Beni.
Sve više i više
Nezasitna potražnja svjetskog stanovništva za digitalnim uređajima potiče potrebu za zelenijim varijantama, tvrdi dr. Corne Rentrop, stručnjak za elektroniku i održivu proizvodnju iz nizozemske istraživačke organizacije TNO.
- Želimo više podataka, želimo više povezanosti, želimo svugdje imati pristup internetu, a količina elektronike koja nam je potrebna da to ostvarimo stalno raste - kaže Rentrop.
U isto se vrijeme vijek trajanja elektroničkih uređaja smanjuje.
- Kad pogledamo svoje elektroničke uređaje, vidimo da traju četiri do pet godina. I to je to - kaže Rentrop.
Rentrop vodi drugi projekt koji financira EU čiji je cilj smanjiti ugljični otisak proizvodnje elektroničkih uređaja i poboljšati recikliranje.
Naziv je tog projekta ECOTRON, završit će u kolovozu 2026., a trajat će četiri godine. U njemu sudjeluje niz sudionika iz Belgije, Češke, Finske, Francuske, Italije, Nizozemske i Španjolske.
Fleksibilni filmovi
Kao i njihovi kolege koji rade na projektu HyPELignum, znanstvenici iz projekta ECOTRON žele zamijeniti tradicionalne tiskane pločice varijantama izrađenima od obnovljivih materijala.
- Možemo postići veću održivost jer postupak zahtijeva manje energije od proizvodnje standardnih tiskanih pločica - rekao je Rentrop.
Umjesto od drva, on i njegovi kolege izrađuju fleksibilne filmove od materijala kao što su bioplastični materijali i papir. Na kraju svog vijeka trajanja bioplastične tiskane pločice mogu se otopiti i reciklirati, a možda čak i kompostirati.
- Izvrsno bi bilo imati elektroničke uređaje koji se mogu kompostirati. Naravno, papir se može kompostirati, ali tinte i elektroničke sastavnice ne mogu - kaže Rentrop.
Kako bi se ta prepreka savladala, u okviru projekta razvijaju se reverzibilni metalizacijski vodovi koji se mogu potaknuti na otpuštanje elektroničkih komponenti.
Suradnja s poduzećima
Istraživači projekta ECOTRON rade na temelju postojećih proizvoda koje pokušavaju zamijeniti održivijom elektronikom. Finsko poduzeće Polar Electro koje proizvodi uređaje za praćenje kondicije i sportskog treninga sudjeluje u pokušaju proizvodnje prsnog remena koji mjeri brzinu otkucaja srca.
U okviru projekta postojeći je prsni remen tvrtke Polar Electro zamijenjen varijantom usporedivih performansi koja je izrađena od bioloških materijala, tvrdi Rentrop. U suradnji s farmaceutskom tvrtkom Johnson & Johnson znanstvenici razvijaju pametne naljepnice koje sadrže snimače temperaturnih podataka za pakiranja cjepiva.
Zdravstveni djelatnici koji obavljaju cijepljenje mogu pristupiti tim temperaturnim podacima s pomoću ručnih uređaja poput pametnih mobilnih telefona kako bi za svaku dozu provjerili je li bila pohranjena na ispravan način. U ovom slučaju znanstvenici rade s papirom i proizvode uređaje koji se mogu reciklirati.
- Izrađujemo elektronički uređaj koji se smatra papirom. To je integrirano recikliranje - kaže Rentrop.
Autor: Michael Allen
Istraživanja u ovom članku financira EU-ov program Horizon. Stavovi sugovornika ne odražavaju nužno stavove Europske komisije.
Više informacija
Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.
Sve što je bitno, na dohvat ruke
Skini aplikaciju za najbolje iskustvo portala. Čitaj, komentiraj i budi uvijek u toku s najnovijim vijestima.
Odaberi temu koju želiš pratiti
Primaj sve nove vijesti o temi i budi u tijeku
