Voisiko tulevaisuuden elektroniikka olla biohajoavaa? ECOtronics etsii ratkaisuja globaaliin jätehaasteeseen
Elektroniikkajätteen määrä maailmassa on valtava, eikä sen muodostumiselle näy loppua. Elektroniikkatuotteiden määrän kasvaa samalla, kun niiden elinkaari lyhenee. Global E-waste Monitor 2020 -raportin mukaan maailmassa tuotetaan 74,7 miljoonaa tonnia elektroniikkajätettä vuonna 2030 ja tästä vain 20 % kierrätetään uudelleen käytettäväksi.
Mitä voidaan tehdä?
Paljonkin! Miltä kuulostaisi elektroniikka, joka on tehty täysin ympäristöystävällisistä materiaaleista energiaa ja materiaaleja säästävillä valmistusmenetelmillä? Tai entä jos elektroniikka olisi helppo laittaa pahvinkierrätykseen? Tätä tavoitellaan VTT:n vetämässä ja Business Finlandin rahoittamassa ECOtronics (ECOtronics – sustainable electronics and optics) -ekosysteemihankkeessa. Hankkeen päätavoitteena on tukea kotimaisen ympäristöystävällisen elektroniikan ja optiikan kehittämistä koko niiden elinkaari huomioiden.
ECOtronics-hankkeen toteuttaa konsortio, jossa organisaatiot ja yritykset toimivat yhdessä toteuttaakseen hankkeen päätavoitetta. VTT:n lisäksi tutkimustyötä tekevät Tampereen yliopisto, LUT-yliopisto sekä LAB-ammattikorkeakoulu. Tutkimusorganisaatiot tekevät yhteistyötä yritysten kanssa, jotka kehittävät omia tuotteitaan tai toimintaansa. Mukana olevat yritykset ovat Confidex, GE Healthcare, Iscent, New Cable Corporation, Paptic, Stora Enso ja Vaisala. Lisäksi Green Company Effect tarjoaa yrityksille mahdollisuuden tarkastella omaa toimintaansa kestävän kehityksen näkökulmasta, antaen kannustusta nykyisille ympäristöystävällisille teoille ja tarjoten vinkkejä tulevaan.
Mitä ympäristöystävällinen elektroniikka on?
Hankkeessa tavoitteena on luoda jopa täysin biohajoavaa elektroniikkaa, kierrätettäviä ratkaisuja sekä biopohjaisista materiaaleista valmistettua elektroniikkaa ja optiikkaa. Tutkimusorganisaatioissa on selvitetty mahdollisia korvaavia uusiutuviin luonnonvaroihin perustuvia materiaaleja ja niiden soveltuvuutta perinteisiä valmistusmenetelmiä korvaaviin ympäristöystävällisiin painatusteknologioihin. Materiaalien lisäksi tutkimuksissa otetaan huomioon elektroniikan elinkaari raaka-aineiden valmistuksesta loppukäyttöön ja aina tuotteen elinkaaren päättymiseen. Materiaalit voidaan kerätä uudelleenkäyttöä varten tai esimerkiksi kompostoida.
Yksi kehitettävistä komponenteista on ympäristöystävällinen energiamoduuli, joka toimisi nappipariston korvaajana. Energiamoduulia on kehitetty yhteistyössä VTT:llä ja Tampereen yliopistossa. Energiamoduuli käyttää hyödykseen aurinkokennoa, joka muuntaa valon energiaksi. Energia varastoidaan superkondensaattoriin, jota kautta se menee sensoriin, joka voi mitata esimerkiksi lämpötilaa tai kosteutta. Aurinkokennon avulla superkondensaattori voidaan ladata useita kertoja sen elinkaaren aikana mahdollistaen omavaraisuuden. Huomattavaa on, että energiamoduulissa käytetään metalleja mahdollisimman vähän ja aktiiviset materiaalit on valittu siten, että ne tuottavat mahdollisimman pienen ympäristökuorman.
ECOtronics-konsortion yhteistyö huipentuu toiminnallisiin prototyyppeihin, jotka havainnollistavat tutkimustuloksia. Ensimmäisen prototyypin, älypakkauksen, kehittämisessä on otettu huomioon käyttäjäkeskeisyys, jotta elektroniikalle on löydetty oikeanlainen käyttötarkoitus. Tuotesuunnittelu käyttäjien näkökulmasta on ollut LAB-ammattikorkeakoulun Muotoiluinstituutin opiskelijoiden työtä. Prototyyppi osoittaa, miten helppoa elektroniikan kierrättäminen tulee olemaan, kun sen voi heittää samaan keräysastiaan pakkauksen kanssa. Pakkausteknologisista näkökulmista vastaa LUT-yliopisto. Toinen prototyyppi on piirilevy, jonka kehittämisessä on keskitytty löytämään parhaat materiaalit ympäristöystävällisemmän piirilevyn tuottamiseksi. VTT ja LUT-yliopisto selvittävät elinkaarilaskelmien avulla jokaisen komponentin ja prototyypin elinkaaren ympäristövaikutukset, jotka pyritään pitämään mahdollisimman pieninä. Samalla tunnistetaan jatkotutkimuksia varten ympäristökuormituksen kannalta haastavat tekijät. Hanke päättyy tammikuussa 2022, jolloin julkistetaan myös tulokset.
