5848: Sustainable Electronics for Energy Harvesting Applications

Elektronikkbransjen står overfor stadig større utfordringer knyttet til bærekraft og må finne grønnere løsninger for mange produkttyper, og det raskt. Dette gjelder særlig for småelektronikk som benytter engangsbatterier. Alt fra sensorer og grensesnitt i tingenes internett (IoT) til hverdagslige duppeditter som fjernkontroller, klokker og datamus faller inn under denne kategorien. Batterier er langt fra ideelle for å drive småelektronikk, spesielt ikke knappcellebatterier eller alkaliske batterier som er vanlige i slike produkter. Grunnen er først og fremst at batteriene har kort levetid, er dyre å bytte ut, og at både produksjon og avhending av batterier skaper sosiale og miljømessige problemer. Dette gjelder særlig utvinningen av råstoffer som litium og kobolt. Kort sagt: Batterier kan fort bli en flaskehals i systemet når IoT-enheter skal rulles ut i stor skala, og de kan skape et stort miljøproblem. Bransjen må også ta miljøhensyn på andre områder, som materialvalg til kretskort (PCB-er) som finnes i all elektronikk, og materialene som brukes til innkapsling og deksler. Derfor må en skikkelig miljøsatsing se på alle deler av et elektronisk system og hele livssyklusen til produktene. I SELECT-prosjektet skal vi bruke banebrytende teknologi og komponenter innen lavenergi-elektronikk, sammen med dagens mest miljøvennlige alternativer, for å lage en ny, batterifri teknologiplattform. Denne kan brukes til å produsere trådløse IoT-enheter og småelektronikk på en bærekraftig måte. Plattformen vil bestå av organiske solceller som fanger opp innendørs lys, systemer for å høste energi fra radiobølger, miljøvennlige energilagringskomponenter (superkondensatorer), et nedbrytbart underlag for kretskort, og ONiO.zero mikrokontrolleren som hjernen bak energihøsting og styring.

The electronics industry in general, and the IoT and small electronics segment in particular, is facing increasing challenges with sustainability. The industry still relies on the use of highly polluting (e.g. heavy metals in batteries) and greenhouse gas intensive (e.g. conventional printed circuit board laminates) raw-materials - and their replacement is highly challenging from the technical and cost perspectives. The SELECT project consortium wants to build on leading-edge developments within ultra low power electronics and energy harvesting technology to deliver a truly sustainable alternative for making self-powered electronics for IoT and other small devices (sensors and interfaces). The project aims to develop a new scalable platform for energy harvesting applications based on sustainable electronic components. The platform will integrate an ultra low power microcontroller (ONiO.zero) tailored for energy harvesting, modules for harvesting ambient energy from radio frequency and photovoltaics, and a sustainable supercapacitor option for energy storage. Assembly will be done in a new fully recyclable and biodegradable PCB laminate. The new platform will be able to serve a wide range of IoT and small electronics applications. The two lead applications addressed during the project will be electronic shelf labels and remote controls. The project will generate a platform for sustainable electronics building upon the components supplied by the partners in the consortium. The new solutions will strive for best-in-class technical performance and sustainability profiles, while remaining cost competitive with conventional alternatives. The new platform will boost the market prospects of the partners involved, creating synergies and helping to grow the energy harvesting market.