Kevés olyan technológiai terület létezik ma a világon, ahol magyar kutatók valóban a nemzetközi élvonalhoz tartoznak, a biológiailag lebomló elektronika azonban éppen ilyen lehet. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) kutatói olyan komposztálható elektronikai hordozókat fejlesztenek, amelyek hosszabb távon alapjaiban alakíthatják át az elektronikai hulladék kezelését. A projekt jelentőségét jól mutatja, hogy jelenleg mindössze egy skót startup dolgozik hasonló szinten ezen a területen, igaz, ők vízben oldódó megoldásokkal kísérleteznek, míg a magyar kutatók a komposztálhatóságra helyezik a hangsúlyt.

„Nem sok olyan úttörő technológia létezik, amelyben egy magyar kutatócsoport a legjobb kettő közé tartozik az egész világon, de a biológiailag lebontható elektronika éppen ilyen. Egyetlen skót startup tart ott, ahol, mint mi, de ők vízben oldhatóvá teszik az áramköri hordozókat, mi pedig komposztálhatóvá” – mondta a bme.hu-nak Géczy Attila, a Fenntartható Elektronika kutatócsoport vezetője, miközben bemutatta a BME Elektronikai Technológia Tanszékének laborját.

Robbanásszerűen növekszik a hulladék, cselekedni kellett

A fejlesztések nemzetközi szinten is komoly visszhangot váltottak ki. A kutatócsoport egyszerre két uniós projektben is részt vesz: a Horizon Pathfinder program keretében futó Desire4EU, illetve az M-ERA rendszerében támogatott Beatrice projektben. Az Európai Unió már az első év végén öt különböző innovációt ismert el a Horizon Pathfinder projektben, ami különösen jelentős eredmény annak fényében, hogy a BME összesen 21 ilyen innovációval szerepel az Európai Innovációs Tanács Innovációs Radar platformján.

A kutatás mögött egy egyre súlyosabb globális probléma húzódik meg. Az elektronikai hulladék mennyisége világszerte robbanásszerűen növekszik, miközben a nyomtatott áramköröket tartalmazó eszközök jelentős része műanyag alapú komponensekből készül, amelyek sok esetben veszélyes anyagokat is tartalmaznak. Ezek újrahasznosítása ma még rendkívül korlátozott, az iparágban pedig továbbra is az égetés számít az egyik leggyakoribb megoldásnak.

A BME kutatói és egy győri vállalat együttműködésének köszönhetően azonban olyan új technológia születhet, amelynél az elektronikai eszközök jelentős része újrahasznosíthatóvá vagy lebomlóvá válik. Egyszerűbb áramkörök esetében akár 90 százalékos, komplexebb vezérlőpanelek esetében pedig 70–90 százalékos arányban lehetnek újrafeldolgozhatók vagy komposztálhatók az alkatrészek.

„Az ipari körülmények között végzett komposztálás során szerves anyagú törmelék lesz belőlük, abból már csak egyszerűen ki kell válogatni a fém alkotóelemeket, alkatrészeket” – magyarázta Illés Balázs, az Elektronikai Technológia Tanszék vezetője.

Ez a technológia lényege

A technológia alapját lebomló műanyagok adják, ezek azonban önmagukban nem lennének alkalmasak elektronikai hordozók kialakítására. A kutatók ezért további anyagokkal egészítették ki a szerkezetet. Az egyik legfontosabb összetevő a politejsav (PLA), amely kukoricából és más növényi alapanyagokból nyerhető ki, és amelyet már ma is széles körben alkalmaznak például a járműiparban, a bútoriparban vagy a csomagolóiparban. A megfelelő szerkezeti szilárdság biztosítására pedig lenvásznat használnak.

Felmerül ugyanakkor a kérdés, hogy az ilyen anyagokból készült elektronikai komponensek képesek-e ugyanolyan tartósságot biztosítani, mint a hagyományos műanyag alapú megoldások. A kutatók szerint nem feltétlenül, de erre nincs is minden esetben szükség. A fejlesztés egyik alapvető felismerése ugyanis az, hogy a gyorsan cserélődő, nagy tömegben gyártott fogyasztói elektronikai termékek esetében nincs valódi igény több évtizedes élettartamra.

„Atomerőművek vezérlőibe, orvosi elektronikákba természetesen ezután sem ilyet fognak beépíteni, de eleinte még BMW-kbe sem. Ami jellemzően 5-10 év élettartamú, ott számítunk az anyag bevezetésére” – fogalmazott Géczy Attila.

Igencsak piacképesnek ígérkezik

A technológia piaci szempontból is ígéretesnek tűnik. A több mint másfél évtizedes alapkutatás eredményei iránt már most komoly érdeklődés mutatkozik. A projekt egyik partnere az olasz Arduino vállalat lett, de a fejlesztői konzorciumban szerepet kapott többek között a győri Meshining Kft. és a Grenoble-i Egyetem is. A kutatók szerint nemcsak európai, hanem Európán kívüli szereplők is fantáziát látnak az innovációban.

Az egyik legnagyobb előnyt az jelenti, hogy az új technológia ipari bevezetéséhez nincs szükség teljesen új gyártósorok kiépítésére. Emellett bizonyos gyártási fázisok nemcsak környezetbarátabbak, hanem költséghatékonyabbak is lehetnek a jelenlegi megoldásoknál.

„Az, hogy a kiadások összemérhetők az áramkörgyártás jelenlegi költségeivel, az egyik nagy előnyünk a hasonló újításokon dolgozó versenytársakhoz képest” – hangsúlyozta Illés Balázs.

A fejlesztés az elmúlt időszakban új szakaszba lépett: a kutatócsoport már több szabadalom előkészítésén dolgozik, miközben a piaci bevezetés stratégiájának kidolgozása is napirendre került. A következő években így eldőlhet, hogy a magyar fejlesztés valóban képes lesz-e áttörést hozni az elektronikai hulladék kezelésében és a fenntartható elektronikai gyártásban.