Die sogenannte organische Elektronik hilft, seltene, teure und teilweise giftige Rohstoffe zu ersetzen. Nur es bedarf eines besseren Recyclings, sagen Materialforscher.
Fernseh- oder Computerbildschirme in OLED-Technologie, flexible Solarmodule, Sensoren in Textilware – dieser Trend geht zur „organischen Elektronik“, zwischen dieser statt Metallen elektrisch leitfähige Kunststoffe zum Hinterlegung kommen. Welcher Vorteil: Es kann dazu hinzufügen, seltene und teure Rohstoffe zu ersetzen und zur Kohlendioxid-Einsparung beizutragen. Es droht im Gegensatz dazu unter ferner liefen ein weiteres Recyclingproblem. Ein Team aus deutschen, britischen und US-amerikanischen Materialwissenschaftlern fordert nun eine „Kreislaufstrategie“ pro die neuen Materialien.
Im Zusammenhang dieser „Polytronik“, wie die organische Elektronik unter ferner liefen genannt wird, werden die kunststoffbasierten Bauteile oft in extrem dünnen Schichten hinauf flexible Trägermaterialien aufgebracht. Indem sind sie vielseitiger einsetzbar qua kristalline Materialien und sparen Werkstoff. Im Zusammenhang den neuen Solarzellen und anderen Anwendungen kann zum Beispiel hinauf seltene, teure und teilweise giftige Rohstoffe wie Silber, Platin oder Iridium verzichtet werden. Silberpaste zum Beispiel wird in 90 von Hundert aller Silizium-Photovoltaikzellen verwendet.
Oft wird die OLED-Technologie so eingebettet, dass dasjenige Werkstoff nicht wiederverwendet werden kann
Im Zone dieser OLED-Technologie, die vor allem in TV- und Computerbildschirmen zum Hinterlegung kommt, verzeichnet die organische Elektronik schon enorme Wachstumsraten. Dies Expertenteam argumentiert, dass die Erschaffung dieser organischen Elektronik auf Grund des starken Wachstums und eines weltweiten Marktes von via 25 Milliarden Dollar bloß pro OLED-Displays zusammensetzen „kritischen Zähler“ erreicht habe. Die gleichsam biologisch sinnvolle Technologie ist oft so in den Geräten verbaut, dass dasjenige Werkstoff nicht wiederverwendet werden kann. Ein speziell kritisches Denkmuster sind organische Sensoren in Textilware, die eine extrem kurze Nutzungsdauer nach sich ziehen. Nur die Nützlichkeit dieser Komponenten könnte noch verbessert werden.
„Strich die angewandte Wissenschaft muss nun die Weichen hierfür stellen, dass elektronische Bauteile in allen Einzelkomponenten und via den gesamten Lebenszyklus hinweg zusammensetzen möglichst geringen ökologischen Fußabdruck vermachen“, sagte Professor Christoph Brabec, Rektor des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg und Materialwissenschaftler an dieser Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Brabec und seine Forschungskollegen nach sich ziehen kürzlich in dieser Fachzeitschrift „Nature Materials“ zusammensetzen Report zu dem Problem veröffentlicht.
„Wir sollen herbeiführen, via Wiederverwertung im Laboratorium nachzudenken“
Den Forschern zufolge ist die Weiterentwicklung dieser Polytronik selbst wichtig, da durch neue Materialien und effizientere Herstellungsverfahren Produktionskosten und Energieverbrauch gesenkt werden können. Sie verhauen vor, günstigere und umweltfreundlichere Syntheseverfahren zu etablieren – etwa per Tintenstrahldruck. Brabec: „Eine große Herausforderung besteht darin, Materialien zu prosperieren, die ohne giftige und umweltschädliche Solvens verarbeitet werden können.“ Im Zusammenhang OLED-Displays bietet dieser Tintenstrahldruck zudem die Möglichkeit, Edelmetalle wie Iridium und Platin durch organische Materialien zu ersetzen. Ein weiterer Zähler: die Stabilität dieser Materialien im Gebrauch. Bisher sollen zum Beispiel die aufgedampften Kohlenstoffschichten in organischen Solarmodulen verkapselt werden, um sie vor Umwelteinflüssen zu schützen. Bessere Materialkombinationen könnten zu erheblichen Einsparungen zwischen Werkstoff, Hantel und Leistung hinzufügen.
Brabec fordert: „Wir sollen herbeiführen, via Wiederverwertung im Laboratorium nachzudenken.“ Mit sogenannten Multilayer-Designs kann schon in dieser Konstruktionsphase sichergestellt werden, dass unterschiedliche Materialien am Finale des „Produktlebens“ problemlos offline und recycelt werden können. „Dieser Cradle-to-Cradle-Vorgehen wird eine entscheidende Voraussetzung hierfür sein, dass organische Elektronik ein wichtiger Element dieser Energiewende wird“, erklärt Brabec. Cradle-to-Cradle bedeutet „von dieser Wiege solange bis zur Wiege“, daher eine vollständige Wiederverwertung dieser eingesetzten Materialien.
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