Langlebige Elektronik für eine bessere Umwelt

Das nachhaltige Design von Elektronik ist eine der größten technischen Herausforderungen unserer Zeit. Elektronische Systeme müssen extremen Bedingungen wie Hitze, Feuchtigkeit und Vibration standhalten können — und trotzdem am Ende ihrer Lebensdauer reparierbar oder recycelbar sein. Um diese Herausforderung zu meistern, konzentriert sich Nora Jeske in ihrer Forschung auf innovative, umweltfreundliche Materialien und Verbindungstechnologien für elektronische Systeme. Sie entwickelt auch datengestützte Methoden zur Bewertung von Elektronik und zur Schätzung ihrer verbleibenden Lebensdauer. Dies befasst sich mit dem wachsenden Problem des Elektroschrotts und unterstützt die Umsetzung, der Siemens Eco Tech-Kriterien. Für diese Beiträge wurde sie mit dem Inventor of the Year Award 2025 in der Kategorie „Newcomer“ ausgezeichnet.

Sintern von Silber — Schlüsseltechnologie für mehr Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer

Die Erhöhung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Leistungselektronik, ist ein zentraler Schwerpunkt von Jeskes Forschung. Ein wichtiger Ansatz ist der Einsatz der Silber-Sintertechnologie für innovative Montage- und Verbindungslösungen. Beim Sintern von Silber werden winzige Silberpartikel unter Druck und mäßiger Hitze zusammengepresst, um eine feste, elektrisch leitfähige Verbindung zu bilden. Im Gegensatz zum Löten gibt es kein Schmelzen der Metalle, sondern einen Diffusionsprozess, der eine stabile und hochtemperaturbeständige Verbundschicht erzeugt. Dank der ausgezeichneten thermischen Eigenschaften von Silber bietet diese Technik große Vorteile: bessere Wärmeableitung, erhöhte Zuverlässigkeit und eine längere Lebensdauer.
Jeske arbeitet daran, die Nachhaltigkeit dieser Technologie weiter zu verbessern. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Optimierung von Prozessketten, um das Sintern von Silber mit anderen Herstellungsschritten zu kombinieren. Das Ziel ist es, die Prozesszeiten zu verkürzen, Energie zu sparen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit zu erhöhen, um robuste, kompakte und langlebige Module für die Leistungselektronik herzustellen.

Neben der Erhöhung der Zuverlässigkeit konzentriert Jeske ihre Aufmerksamkeit auch darauf, wie Elektronik wiederverwendet und recycelt werden kann — und wie die Fertigung ressourceneffizienter gestaltet werden kann. Zusammen mit dem Team für Elektronikfertigung in Berlin entwickelt sie Ansätze für ein automatisiertes Trennverfahren für Leiterplatten und elektronische Bauteile, Methoden zur Bewertung der Wiederverwendbarkeit von Komponenten und Konzepte zur Rückgewinnung von Wärme und Prozessgasen in der Produktion. „Wir prüfen, wie das gesamte Modul so konstruiert werden kann, dass es langlebig ist — und trotzdem reparabel bleibt“, erklärt Jeske. „Das ist der Schlüssel zur Kreislaufwirtschaft“, fügt sie hinzu.

Elektronik, die ihre Geschichte erzählt

Ein weiterer Schwerpunkt ihrer innovativen Arbeit ist die Bewertung des Lebenszyklus von Elektronik. Jeske und ihre Kollegen entwickelten passive Strukturen, die in Materialien oder Komponenten integriert werden können und frühzeitig auf Umweltbelastungen wie Temperatur oder Feuchtigkeit reagieren. Dies gibt Aufschluss über den Zustand der Elektronik und bietet Entscheidungshilfen für die Bewertung der Restlebensdauer eines Systems oder einzelner Komponenten.

Dadurch kann Elektronik anhand von Daten bewertet werden: Welche Komponenten können wiederverwendet werden? Welche müssen ersetzt oder recycelt werden? Welche Auswirkungen hat das auf die verbleibende Lebensdauer des Gesamtsystems? Das schafft einen neuen technischen Standard — Elektronik, die Informationen über ihre eigene Nutzungsgeschichte liefert — und macht den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft messbar und kontrollierbar.

Von der Technologie zur Strategie

Neben der technischen Entwicklung untersucht Jeske Möglichkeiten, diese Lösungen in zukünftige Produktgenerationen und die Nachhaltigkeitsstrategien von Siemens zu integrieren. Als Senior Key Expert bei Siemens Foundational Technologies ist sie zusätzlich zu ihrer Forschung auch an Trendradaren und Forschungsinitiativen beteiligt, die nachhaltige Materialien und zirkuläre Designprinzipien für Elektronik in einem frühen Stadium identifizieren.

Jeskes Karriere wurde durch ein Stipendium der Studienstiftung des Deutschen Volkes und ihren interdisziplinären Weg zwischen Technologie, sozialen Fragen und Beratung geprägt. Es ist ihr wichtig, „durch mein eigenes Handeln Veränderungen herbeizuführen“ — eine Behauptung, die sich in ihren Erfindungen widerspiegelt. Das Ziel ihrer Arbeit ist es, Elektroschrott weltweit zu reduzieren, Ressourcen zu schonen und elektronische Systeme so zu gestalten, dass sie länger verwendet, repariert und letztlich besser recycelt werden können — ein wichtiger Beitrag zur Kreislaufwirtschaft.