Circular Electronics

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Die Elektrifizierung und Digitalisierung des Alltags führen zu einem rasant wachsenden Aufkommen an Elektronikschrott (E-Waste): Seit 2010 hat sich die globale E-Waste-Menge auf 62 Millionen Tonnen im Jahr 2022 verdoppelt – ein Trend, der zunehmend ökologisch nicht mehr tragbar ist, aber auch wirtschaftliche Potenziale birgt und Aspekte der europäischen Autonomie bzgl. Material tangiert. Ein wesentlicher Verursacher sind Leiterplatten (Printed Circuit Boards, PCBs), die 3–6 % der gesamten E-Waste-Masse ausmachen und bislang überwiegend deponiert oder verbrannt werden.

Das MAPEX Projekt „Circular Electronics" adressiert diese Herausforderung durch die Entwicklung vollständig kreislauffähiger Materialien und Baugruppen. In enger Verzahnung von Chemie, Ingenieurwesen, Elektrotechnik und Innovationsmanagement werden kreislauffähige Leiterplatten, organische Halbleiter und Sensorsysteme entwickelt, erprobt und auf ihre Wiederverwendbarkeit optimiert. Im Fokus stehen dabei unter anderem neuartige dynamische Polymernetzwerke (Vitrimere), die beim Recycling in ihre Grundbausteine zurückgeführt werden können, sowie biosynthetische Hochleistungsfasern. Auf Basis empirischer Methoden werden dabei innovative Strategien entwickelt und erprobt, die es Forschern ermöglichen, die Freiheit der Grundlagenforschung zu nutzen und gleichzeitig konkrete, kurzfristig verwertbare Ergebnisse, wie etwa in Form von Anwendungsfällen und kreislaufwirtschaftlichen Geschäftsmodellen – unter möglicher Einbeziehung von Wirtschaft und Gesellschaft – zu liefern. Über die interdisziplinär generierten Ergebnisse schafft es "Circular Electronics" einen wesentlichen Beitrag hin zu einer stärker kreislauforientierten Elektronikindustrie zu leisten.

Zielsetzung im Detail:

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  • Entwicklung und Optimierung neuartiger Vitrimere als kreislauffähige Polymersubstrate für Leiterplatten und organische Elektronik mit hoher Funktionalität, Stabilität und nachhaltigem Anwendungspotenzial
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  • Entwicklung biosynthetischer Fasern auf Basis schmelzbarer und biologisch abbaubarer Polymere sowie deren Kombination mit Vitrimeren zu nachhaltigen Verbundwerkstoffen für PCB-Anwendungen
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  • Qualifizierung der entwickelten Faserlaminate als Leiterplattensubstrat, Aufbau geeigneter Metallisierungsschichten sowie Entwicklung kreislauffähiger organischer Sensoren auf Basis von Vitrimer-Halbleiter-Kombinationen
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  • Erprobung innovativer Strategien und Erkenntnisse auf Basis empirischer Methoden zur Nutzung der Freiheiten in der Grundlagenforschung bei gleichzeitiger Lieferung kurzfristiger Ergebnisse und Einbeziehung von Wirtschaft und Gesellschaft
Projektpartner:
  • Institut für Mikrosensoren, -aktoren und -systeme (IMSAS), Universität Bremen – Projektleitung, Entwicklung kreislauffähiger elektronischer Baugruppen und organischer Sensoren (Prof. Dr. Björn Lüssem)
  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) – Entwicklung kreislauffähiger polymerer Werkstoffe (Dr. Katharina Koschek)
  • Faserinstitut Bremen e.V. – Entwicklung biosynthetischer Fasern und Verbundwerkstoffe (Prof. Dr.-Ing. David May, Dr. Boris Marx)
  • Fachbereich 07 – Wirtschaftswissenschaften, Professur für Technologie und Innovation, Universität Bremen – (A-)Synchronizität und kreislaufwirtschaftliche Geschäftsmodelle (Prof. Dr. Tobias Röth)

 

Assoziierte Partner:
  • Advanced Ceramics, Universität Bremen – Keramische Funktionswerkstoffe und Nanopartikel (Prof. Dr. Kurosch Rezwan)
  • Hybrid Materials Interfaces Group (HMI), Universität Bremen – Molekulares Modelling und Simulation (Prof. Dr. Lucio Colombi Ciacchi)
  • Zentrum für Technomathematik (ZeTeM), Universität Bremen – Mathematische Optimierung und datengetriebene Prozessmodellierung (Prof. Dr. Christof Büskens)

📅 Dauer: 2025 bis 2028 (36 Monate)

🏛️Dieses Projekt wird im Rahmen des MAPEX Idea Competition 2025 durch das MAPEX Center for Materials and Processes der Universität Bremen gefördert.

Aktualisiert von: MAPEX