Kompostierbare Leiterplatten aus Pilzmyzel: Forschung an der TU Freiberg
Die zunehmende Menge an Elektroschrott stellt weltweit eine erhebliche Umweltbelastung dar. Elektronische Geräte wie Spielzeug, Computer oder Smartphones enthalten Leiterplatten (Printed Circuit Boards, PCB), die üblicherweise aus glasfaserverstärktem, fossilem Epoxidharz gefertigt sind. Diese Materialien sind schwer recycelbar und biologisch kaum abbaubar. Wissenschaftler der TU Bergakademie Freiberg haben nun eine vollständig kompostierbare Alternative entwickelt, die auf dem Pilzmyzel des Aspergillus niger basiert – einem Nebenprodukt der industriellen Zitronensäureherstellung.
Innovatives Material aus industriellen Reststoffen
Das Forschungsteam nutzt den Biomasse-Abfall, der sonst entsorgt würde, um daraus ein kunststoffähnliches Material herzustellen. Durch Formgebung und Lufttrocknung entsteht eine etwa 0,5 Zentimeter dicke Platte mit einer Dichte von 1,23 g/cm³, was in etwa der Dichte herkömmlicher Leiterplatten entspricht. Elektronische Bauteile konnten mittels Direkt-Ink-Writing oder Standard-Ätzverfahren sowie manuellem Löten direkt auf das Pilzmyzel aufgebracht werden.
Nina Oehlsen, Doktorandin an der TU Freiberg und Erstautorin der Studie, erläutert: „Das Pilzmyzel-Material zeigt im Labortest gute mechanische Festigkeit und Hitzestabilität. Zwar sind die elektrischen Eigenschaften noch nicht mit Standard-PCBs vergleichbar, für Prototypen oder Anwendungen mit niedriger Frequenz, wie Umweltsensoren, Verbrauchsartikel und Spielzeuge, ist es jedoch ausreichend.“ Weiterhin betont sie, dass für den breiteren Einsatz noch Tests nach Industriestandards wie IPC-A-600 oder DIN EN 60249-1 erforderlich sind und die Wasseraufnahme des Materials reduziert werden muss.
Herausforderungen beim End-of-Life-Management
Der „Global E-waste Monitor“ prognostiziert für 2030 ein weltweites Elektroschrottaufkommen von rund 82 Millionen Tonnen (Quelle). Die neue biologisch abbaubare Leiterplatte, genannt AnimatPCB, zielt darauf ab, die Umweltbelastung durch schwer recycelbaren Elektroschrott zu verringern und bietet gleichzeitig eine nachhaltige Lösung für das Lebensende von Leiterplatten. Linus Stegbauer, Juniorprofessor für biogene technische Materialien an der TU Freiberg, erklärt: „Wir haben ein hochwertiges, funktionales Material aus einem industriellen Abfallprodukt geschaffen, ohne fossile Rohstoffe zu verwenden. Das Pilzmyzel weist im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten einen um bis zu 56 Prozent geringeren CO₂-Fußabdruck auf und lässt sich am Ende des Lebenszyklus einfach und rückstandsfrei in Wasser auflösen.“
Beitrag zur Kreislaufwirtschaft in der Elektronik
Die Forschung an der TU Freiberg leistet einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung kreislauffähiger Elektronik. Professor Simon Glöser-Chahoud, Wirtschaftswissenschaftler an der TU, hebt hervor: „Wir demonstrieren, dass hochwertige Elektronikkomponenten ohne langfristige Umweltbelastung realisierbar sind und zeigen Wege für eine nachhaltige Elektronikindustrie auf.“ Die Transistoren auf den biologisch abbaubaren Leiterplatten können zudem funktionstüchtig zurückgewonnen werden, was den Recyclingprozess unterstützt.
Kontakt für wissenschaftliche Rückfragen
Jun.-Prof. Dr. rer. nat. Linus Stegbauer
E-Mail: linus.stegbauer@esm.tu-freiberg.de
Veröffentlichung
„From biotechnological residues to biodegradable printed circuit boards: Aspergillus niger mycelium as a structural support material“, Cleaner Materials, https://doi.org/10.1016/j.clema.2026.100416
