Elektronica gaat volledig circulair

By Team IO

Onderzoekers hebben een methode ontwikkeld voor geprinte elektronica, waardoor deze aan het einde van de levensduur gemakkelijker kan worden gedemonteerd. De wetenschappers van het Holst Centre maakten een op water gebaseerd laagje voor elektronica, een soort coating, waardoor producten makkelijker te recyclen zijn aan het einde van de levensduur. De hoeveelheid elektronisch afvalt neemt daarmee af.

Bedrijven stappen steeds vaker over op geprinte vormen van elektronica omdat deze naadloos in bijna elk product kunnen worden geïntegreerd. Het elektronische onderdeel is daardoor vaak lichter van gewicht en heeft een mooier design. Bovendien is de productie eenvoudiger en sneller. Voorbeelden zijn draagbare medische sensoren, dashboards van auto’s, bedieningspanelen van vliegtuigen of industriële machines, maar ook onderdelen voor in wasmachines en koffiezetapparaten. Geschat wordt dat de marktomvang van deze technologie tussen 2022 en 2032 zal toenemen van ongeveer 175 miljoen dollar tot meer dan 3 miljard dollar.

Om het elektrische circuit te beschermen, worden de elektronische componenten en bedrukte metalen versmolten met plastic. Dit heeft een nadeel: het maakt recyclen vrijwel onmogelijk. De onderdelen gaan door de shredder of belanden in een verbrandingsoven. Dit leidt tot CO₂-uitstoot en onnodig verlies van grondstoffen. Momenteel wordt slechts een vijfde van al het elektronische afval wereldwijd netjes gerecycled. De hoeveelheid elektronisch afval zal naar schatting 74,7 miljoen ton bedragen in 2030 en 110 miljoen ton in 2050.

Hybride geprinte elektronica als nieuwe standaard – dat is waar TracXon op hoopt

Het hart van de meeste elektrische apparaten wordt gevormd door printplaten (PCB’s). Deze dikke en stevige – vaak groene – platen herbergen schakelingen en kunnen worden beschouwd als het brein van een afstandsbediening, een blender of een tv-scherm.

Laagje op waterbasis

TNO heeft een oplossing bedacht: een speciale laag op waterbasis. Deze wordt aangebracht tussen het circuit met componenten en de buitenste plastic laag van het elektronische testapparaat. Tests toonden aan dat de laag sterk genoeg was om 1000 uur vochtigheid en een temperatuur van 85 graden Celsius te weerstaan. Tegelijkertijd is de nieuwe laag flexibel genoeg om het plastic te verwijderen zonder het elektronische circuit te beschadigen. Als producten tijdens het testen defect bleken, werden ze uit elkaar gehaald en gerepareerd. Daarna werd het apparaat weer bedekt met plastic en werkte de elektronica weer naar behoren.

Beter voor de economie en het milieu

Met deze methode kan geprinte elektronica worden gerepareerd en volledig worden gerecycled, wat voorheen niet mogelijk was omdat elektronica met plastic werd versmolten. Het stelt bedrijven in staat om ontwerpfouten tijdens de productie te herstellen, wat leidt tot kostenbesparingen en efficiënter materiaalgebruik. Bovendien zullen bedrijven nieuwe producten op de markt brengen die voldoen aan de toekomstige regels van de Europese Commissie op het gebied van duurzaam ontwerp (Ecodesign for Sustainable Products Regulation).