Hållbar elektronik för en bättre miljö

Hållbar design av elektronik är en av de största tekniska utmaningarna i vår tid. Elektroniska system måste klara extrema förhållanden som värme, fukt och vibrationer — och ändå vara reparerbara eller återvinningsbara i slutet av sin livslängd. För att klara utmaningen fokuserar Nora Jeskes forskning på innovativa, miljövänliga material och anslutningstekniker för elektroniska system. Hon utvecklar också datadrivna metoder för att utvärdera elektronik och uppskatta deras återstående livslängd. Detta löser det växande problemet med elektroniskt avfall och stöder implementeringen av Siemens Eco Tech-kriterier. För dessa bidrag har hon hedrats med Årets uppfinnare Award 2025 i kategorin ”Nykomling”.

Silversintring — nyckelteknik för ökad tillförlitlighet och längre livslängd

Att öka tillförlitligheten och livslängden för kraftelektronik är ett centralt fokus för Jeskes forskning. Ett viktigt tillvägagångssätt är användningen av silversintringsteknik för innovativa monterings- och anslutningslösningar. Vid silversintring pressas små silverpartiklar samman under tryck och måttlig värme för att bilda en fast, elektriskt ledande förening. Till skillnad från lödning sker ingen smältning av metallerna, utan snarare en diffusionsprocess som skapar ett stabilt och högtemperaturbeständigt föreningsskikt. Tack vare silverets utmärkta termiska egenskaper erbjuder denna teknik stora fördelar: bättre värmeavledning, ökad tillförlitlighet och längre livslängd. Jeske arbetar för att ytterligare förbättra hållbarheten i denna teknik. Hennes fokus ligger på att optimera processkedjor för att kombinera silversintring med andra tillverkningssteg. Målet är att förkorta processtider, spara energi och samtidigt öka tillförlitligheten för att producera robusta, kompakta och hållbara moduler för kraftelektronik.

Förutom att öka tillförlitligheten fokuserar Jeske också på hur elektronik kan återanvändas och återvinnas — och hur tillverkningen kan göras mer resurseffektiv. Tillsammans med elektroniktillverkningsteamet i Berlin utvecklar hon metoder för en automatiserad separationsprocess för tryckta kretskort och elektroniska komponenter, metoder för bedömning av återanvändbarhet av komponenter och koncept för återvinning av värme och processgaser i produktionen. ”Vi tittar på hur den övergripande modulen kan konstrueras för att vara hållbar — och ändå förbli reparerbar”, förklarar Jeske. ”Det här är nyckeln till cirkulär ekonomi”, tillägger hon.

Elektronik som berättar sin historia

Ett annat fokus för hennes innovativa arbete är att utvärdera elektronikens livscykel. Jeske och hennes kollegor utvecklade passiva strukturer som kan integreras i material eller komponenter och reagera tidigt på miljöpåfrestningar som temperatur eller fuktighet. Detta ger en indikation på elektronikens skick och ger vägledning för att utvärdera den återstående livslängden för ett system eller enskilda komponenter.

Detta gör elektronik utvärderbar baserat på data: Vilka komponenter kan återanvändas? Vilka behöver bytas ut eller återvinnas? Vilken inverkan har detta på den återstående livslängden för det övergripande systemet? Detta skapar en ny teknisk standard - elektronik som ger information om sin egen användningshistorik - och gör övergången till en cirkulär ekonomi mätbar och kontrollerbar.

Från teknik till strategi

Vid sidan av teknisk utveckling undersöker Jeske sätt att införliva dessa lösningar i framtida produktgenerationer och Siemens hållbarhetsstrategier. Som Senior Key Expert på Siemens Foundational Technologies är hon förutom sin forskning också involverad i trendradar och forskningsinitiativ som identifierar hållbara material och cirkulära designprinciper för elektronik i ett tidigt skede.

Jeskes karriär har formats av ett stipendium från German Academic Scholarship Foundation och hennes tvärvetenskapliga väg mellan teknik, sociala frågor och rådgivningstjänster. Det är viktigt för henne att ”åstadkomma förändring genom mina egna handlingar” - ett påstående som återspeglas i hennes uppfinningar. Målet med hennes arbete är att minska elektroniskt avfall över hela världen, spara resurser och designa elektroniska system på ett sådant sätt att de kan användas längre, repareras och i slutändan bättre återvinnas — ett viktigt bidrag till den cirkulära ekonomin.