Här undersöker vi några av beröringspunkterna med vårt arbete på GIVE och ECS Whitepaper om hållbarhet och miljöavtryck
Introduktion
European Platform on Smart Systems Integration (EPoSS) släppte nyligen ett whitepaper som fördjupar sig i framtiden för gröna elektroniska komponenter och system (ECS). Dokumentet beskriver den senaste tekniken, utmaningarna och rekommendationerna för intressenter i både offentlig och privat sektor.
Det här blogginlägget syftar till att ge en analys av vitboken, med särskilt fokus på GIVEs domäner med design, biobaserade, ekologiska och förnybara material, såväl som nya produktionsmetoder. Vi kommer också att utforska hur dessa insikter stämmer överens med vårt pågående arbete i innovationsklustret, fokuserat på biobaserade och organiska material i elektronik, batterier och solceller.
Elektronikavfall
En av de mest angelägna frågorna som lyfts fram i vitboken är det växande problemet med elektronikavfall (e-avfall). Det globala e-avfallet förväntas nå 74,7 miljoner ton (Mt) år 2030, och Europa kommer att bidra med cirka 12 Mt bara under 2019. Chockerande nog samlades bara 42,5 % av detta in och återvanns. Dessa siffror understryker vikten av hållbara lösningar inom ECS-domänen.
Materialinnovationer: biobaserade och ekologiska
Vitboken betonar behovet av nya material och substrat, som brett bandgap och flexibla material. Den diskuterar också lågeffektberäkningsarkitekturer som neuromorfisk och kvantberäkningar. I linje med vårt arbete belyser man vikten av att inkludera högt återvunnet innehåll, biobaserade och/eller biologiskt nedbrytbara material. Till exempel nämns användningen av polymjölksyra (PLA), silkesfibroin och cellulosabaserade material som papper som lovande biobaserade material för flexibel elektronik.
Beröringspunkter med vårt arbete
Vårt innovationskluster forskar aktivt på användningen av biobaserade och organiska material i elektronik. Vitbokens fokus på material som PLA och silkesfibroin stämmer väl överens med våra ansträngningar att ersätta konventionella fossilbaserade material med hållbara alternativ. Vi undersöker också användningen av organiska solceller i solceller, vilket kan revolutionera vårt sätt att tänka på förnybar energi.
Designöverväganden
Vitboken hävdar att cirka 80 % av en produkts hållbarhetsprestanda bestäms under designfasen. Detta resonerar med vår övertygelse att design inte bara handlar om estetik eller funktionalitet; det handlar också om hållbarhet. Vårt arbete med design fokuserar på att skapa produkter som inte bara är innovativa utan också har en minimal miljöpåverkan.
Ett helhetsgrepp på cirkulär elektronik: Design för R
"Design för R"-metoden erbjuder en omfattande strategi för att implementera en cirkulär ekonomi inom elektronik (ECS). Den bygger på befintliga Design för X-metodologier och 9R-ramverket, och introducerar ett nytt "R" för "tillförlitlighet." Genom att använda livscykelanalys (LCA) prioriterar metoden åtgärder baserade på deras miljöpåverkan. Till exempel, inom personliga databehandlingsenheter som tex en smartphone, ligger fokus på design och tillverkning av integrerade kretsar, en betydande källa till koldioxidutsläpp.
Utmaningar och fördelar: Från ekodesign till ekotillförlitlighet
Metoden presenterar både utmaningar och möjligheter. Den kräver en fullständig omkonstruktion av databehandlingsstapeln för att minska koldioxidutsläpp från hårdvara och drift. Men den ger också en färdplan för att skapa mer hållbar elektronik. Begreppet "ekotillförlitlighet" framträder som en helhetsstrategi som förlänger produktlivslängder samtidigt som den utvärderar miljöpåverkan, i linje med Europeiska kommissionens handlingsplan för cirkulär ekonomi.
Strukturell elektronik
Konceptet med strukturell elektronik, som involverar utskrift av funktionella elektroniska kretsar över oregelbundna arkitekturer, är särskilt spännande. Denna metod kan leda till mer kompakta och sömlöst integrerade elektroniska komponenter, vilket erbjuder nya vägar för designinnovation.
Produktionsmetoder: Additiv tillverkning
Vitboken föreslår en förändring mot hållbara tillverkningsmetoder, särskilt additiva tillverkningsmetoder som utskrift. Dessa metoder är inte bara resurseffektiva utan också kompatibla med förnybara material. Vårt kluster forskar aktivt om additiv tillverkningsteknik, särskilt för batterier och solceller.
Rekommendationer och framtida vägbeskrivningar
Vitboken rekommenderar utökade investeringar i FoU för att utveckla ny teknik, processer och material som är miljövänliga. Det efterlyser också främjande av medvetenhet och utbildning bland konsumenter och intressenter. Dessa rekommendationer är i linje med vårt fokus på forskning, innovation och allmänhetens engagemang.
Slutsats
Whitepaper från ECS fungerar som en omfattande guide för framtiden för grön elektronik, och berör viktiga aspekter som materialinnovation, designöverväganden och hållbara produktionsmetoder. Dess insikter ligger nära vårt pågående arbete och erbjuder både validering och inspiration för framtida ansträngningar.
För ytterligare läsning kan du få tillgång till hela ECS Whitepaper här.
Referenser
Potting, J., et al., "Circular Economy: Measuring Innovation in Product Chains," PBL Netherlands Environmental Assessment Agency, 2016.
Kirchherr, J., et al., "Conceptualizing the Circular Economy," Resources, Conservation and Recycling, Volym 127, 2017, s. 221–32. DOI
Jansson, E., et al., "Suitability of Paper-based Substrates for Printed Electronics," Materials, 2022, 15, 957. DOI
Obs! Alla bilder, statistik och insikter är baserade på ECS Whitepaper från EPoSS.
Comments