Vědci ladí, jak by z PET lahví mohli vyrábět elektroniku

Být šetrnější k životnímu prostředí při některých procesech vzniku elektronických zařízení. To je cíl výzkumníků ze dvou českých vysokých škol. Jak z katedry elektrotechnologie Fakulty elektrotechniky Českého vysokého učení technického (FEL ČVUT), tak z ústavu polymerů Vysoké školy chemicko-technologické (VŠCHT) Praha. Zhruba desetinu z elektronického odpadu tvoří desky plošných spojů, které jsou základním stavebním kamenem pro drtivou většinu elektronických zařízení. Na výrobu izolačního substrátu se používá epoxidová pryskyřice, vyztužená skelnými vlákny, obsahující další, poměrně toxické látky, které slouží jako retardéry hoření. Jde ale o prakticky nerecyklovatelný materiál, z vysloužilé desky plošných spojů tedy většinou lze znovu použít pouze kovy. "Naším cílem je nejen už při výrobě eliminovat materiály, které nejdou recyklovat, ale připravit a otestovat celý alternativní proces výroby elektroniky, který bude šetrnější k životnímu prostředí. Pro výrobu nosného substrátu je možné využít polymerní látky, které se používají mimo jiné při 3D tisku, například PET. Těmi, po jejich vhodné modifikaci pro zajištění požadavků pro elektronické výrobky, nahradíme epoxidovou pryskyřici," popsal doktor Petr Veselý z katedry elektrotechnologie FEL ČVUT v Praze hlavní cíle výzkumu. Vedle skupiny 3DP Lab – Vývoj a výzkum materiálů pro 3D tisk v elektronice, jejímž vedoucím je právě Veselý, se na výzkumu podílejí i pracovníci ústavu polymerů na VŠCHT Praha pod vedením doktora Drahomíra Čadka. "Naším úkolem je právě vývoj a výroba strun pro 3D tisk, které budou mít vhodné vlastnosti pro výrobu nosných substrátů. Ty bude zároveň možné použít po skončení jejich životnosti jako vstupní surovinu pro opětovnou výrobu tiskové struny," komentuje Jonáš Uřičář, student zapojený do projektu. Při konvenčním způsobu výroby desek plošných spojů dochází k chemickému leptání měděné vrstvy a tím k tvorbě vodivých motivů pro propojení jednotlivých součástek. Ty se pak na desku plošných spojů připojují nejčastěji pájením. Takový způsob výroby je však energeticky náročný a využívají se při něm látky potenciálně nebezpečné pro životní prostředí a značné množství vody. Díky využití technologie 3D tisku lze vyrábět desky plošných spojů s již zapouzdřenými elektronickými součástkami v těle substrátu, které se navzájem propojí během následného potisku elektricky vodivým inkoustem. Zapouzdření zajistí mechanickou integritu obvodu, která by jinak byla oproti konvenčnímu řešení snížena kvůli horším mechanickým vlastnostem recyklovaných plastů. Tento alternativní postup výroby eliminuje energeticky a chemicky náročné procesy a tím může dle Petra Veselého významně přispět ke snížení uhlíkové stopy výroby elektronických výrobků. "Zapojení technologie 3D tisku také kromě environmentální stránky přináší možnost pružné reakce na případné změny návrhu výrobku, a proces výroby značně zjednodušuje. Tím se stává ideálním například pro výrobu prototypů či menších výrobních sérií, kde lze předpokládat i významné snížení výrobní ceny," doplnil Veselý. Cílem výzkumu je však také posunout vývoj tohoto řešení směrem k velkosériové výrobě a širšímu využití v průmyslové praxi. Technologii 3D tisku lze pro velké výrobní série nahradit vstřikolisovou výrobou s využitím stejného vstupního materiálu ve formě recyklovaného termoplastu. Výzkumníci z FEL a VŠCHT zatím technologii testují na jednovrstvých deskách plošných spojů. Prvotní výsledky prezentovali na mezinárodní konferenci International Spring Seminar on Electronics Technology v rumunském Temešváru v květnu. Protože je ale pro většinu obvodů moderní elektroniky zapotřebí vícevrstvých desek (typicky čtyř až šestnáctivrstvých), budou snahy výzkumné skupiny v této oblasti dále pokračovat. Společně podávají návrh projektu do programové výzvy Technologické agentury České republiky s názvem Prostředí pro život, která by v případě udělení podpory měla poskytnout financování pro další úspěšný vývoj představeného řešení. Baterie z elektrokol Elektroodpad se tvoří i jinde. Jakmile třeba baterie na elektrokole dosáhne konce své životnosti, musí být vhodným způsobem zlikvidována. Společnost Bosch eBike Systems vyzývá všechny uživatele elektrokol, aby vadné nebo nepoužívané baterie odevzdali svému specializovanému prodejci, který zajistí jejich správnou a odpovědnou likvidaci. Vhodnými recyklačními postupy se šetří zdroje a dochází k návratu cenných surovin zpátky do oběhu. Vzhledem k rostoucí popularitě elektrokol v Česku během příštích let poroste i počet prodaných akumulátorů, které jednoho dne dojdou ke konci své životnosti a bude je nutné recyklovat. Firma Ecobat je jediným subjektem, který je v Česku zmocněn zákonem pro recyklaci této třídy akumulátorů. Ze 100 kg baterií společnost Ecobat dokáže získat 74 kg druhotných surovin, které lidem mohou opět sloužit k užitku. Sběr, třídění a recyklace dávají bateriím šanci na nový život.