Wo Grundlagen für die nachhaltige Elektronik der Zukunft geschaffen werden

Prof. Dr. Marlen Arnold und Prof. Dr. Michael Sommer von der TU Chemnitz wirken im Exzellenzcluster „Verantwortungsvolle Elektronik im Zeitalter des Klimawandels“ der TU Dresden mit

Elektronik bietet zahlreiche Vorteile für unser Leben, allerdings auf Kosten eines enormen Ressourcen- und Energieverbrauchs und der Erzeugung großer Mengen Elektroschrotts – und das weltweit. Vor diesem Hintergrund will der neue Exzellenzcluster „Verantwortungsvolle Elektronik im Zeitalter des Klimawandels“ (REC²) unter Leitung von Prof. Dr. Yana Vaynzof (Technische Universität Dresden) einen Paradigmenwechsel in der Konzeption, dem Design, der Realisierung, der Nutzung und der Entsorgung von elektronischen Bauteilen bewirken. Mit sechs Forschungslinien, die sich an grundlegenden Prinzipien der Kreislaufwirtschaft orientieren, und einem übergeordneten integrativem Forschungsprogramm sollen in diesem Exzellenzcluster ab 2026 wissenschaftliche Grundlagen für einen elektronischen Paradigmenwechsel gelegt werden. Insbesondere geht es darum, neue Materialplattformen, innovative Bauteilkonzepte und integrierte Systeme zu schaffen, mit denen verantwortungsvolle Elektronik auf ökologisch, ökonomisch und gesellschaftlich nachhaltige Weise realisiert werden kann. Am Exzellenzcluster beteiligt sind auch zwei Forschende der Technischen Universität Chemnitz: Prof. Dr. Marlen Gabriele Arnold, Inhaberin der Professur BWL - Betriebliche Umweltökonomie und Nachhaltigkeit, sowie Prof. Dr. Michael Sommer, Inhaber der Professur Polymerchemie.

Prof. Arnold ist innerhalb des Exzellenzclusters Co-Leiterin des Forschungsprogramms für kurzlebige Elektronik, in dem Elektronik entwickelt werden soll, die sich kontrolliert zu Komponenten abbauen lässt und für Organismen und Ökosysteme unschädlich ist. Dabei bringt die Chemnitzer Wissenschaftlerin ihre Expertise in Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeitsmanagement in vier der fünf Forschungslinien ein, in denen u. a. die Langlebigkeit und Abbaubarkeit von elektronischen Produkten untersucht und ein Materialbibliothek für zirkuläre Elektronik entwickelt werden. „Zudem fokussieren wir uns innerhalb des Exzellenzclusters auf eine interdisziplinäre Nachhaltigkeitsbewertung über den gesamten Lebenszyklus der Elektronik zur Verringerung der Ressourcennutzung und -auswirkungen in vernetzten Systemen“, sagt Arnold. Untersucht werde dabei auch die Dynamik ökologischer, ökonomischer, sozialer, rechtlicher, kultureller, strategischer und systemischer Aspekte hinsichtlich Risikoklassen und Konsummuster.  

Prof. Sommer ist an zwei Forschungslinien beteiligt, die das Recycling und die kontrollierte Abbaubarkeit von Aktivmaterialien für die Elektronik zum Ziel haben. Dabei sollen elektronische Materialien neu gedacht werden sowie Abbaubarkeit und Recycling gleich zu Beginn bei der molekularen Konzeptionierung einfließen. „Die Herausforderung liegt in dem Spagat zwischen einer genügend hohen Stabilität und Performanz organischer Materialien – meist Polymeren – und einer kontrollierten Abbaubarkeit oder Recycling unter definierten Bedingungen. Diese Teilaspekte beeinflussen sich oft negativ und haben bisher in der Forschung meistens zu Entwicklungen geführt, in denen entweder das eine oder das andere das Ziel ist“, sagt Sommer. Dieses Spannungsfeld sei vom Recycling herkömmlicher Kunststoffe bekannt, trete jedoch bei Materialien für die Elektronik noch stärker in den Vordergrund. Neben der Entwicklung von reversiblen Polymeren mit chemischen Sollbruchstellen ist eine Strategie des Exzellenzclusters REC², sogenannte „Material Passports“ zu erstellen, die bei gegebenem Anforderungsprofil an Materialien deren Auswahl erleichtern.   

 Hintergrund: Exzellenzcluster

Aktuell werden bundesweit 57 Exzellenzclustergefördert. Für die nächste Förderphase wurden aus insgesamt 143 eingereichten Skizzen – zusätzlich zu den bereits geförderten Clustern – 41 Vorhaben vom Expertengremium der Deutschen Forschungsgemeinschaft und des Wissenschaftsrates zur Vollantragstellung aufgerufen. Damit waren bis zur Förderentscheidung insgesamt 98 Anträge im Rennen um eine Förderung. In der Förderphase 2026-2032 werden 70 Cluster gefördert. Dafür stellen Bund und Länder ab 2026 jährlich insgesamt 539 Millionen Euro bereit. Die Laufzeit der neuen Förderphase beträgt sieben Jahre und beginnt am 1. Januar 2026.

Weitere Informationen erteilen Prof. Dr. Marlen Gabriele Arnold, Telefon 0371 531-37012 (Sekretariat), E-Mail nachhaltigkeit@wirtschaft.tu-chemnitz.de, und Prof. Dr. Michael Sommer, Telefon +49 (0)371 531-21230, E-Mail michael.sommer@chemie.tu-chemnitz.de.

Mario Steinebach
28.05.2025

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