Dr.-Ing.

Albrecht, Stefan

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  • Publication
    Sustainability screening in the context of advanced material development for printed electronics
    ( 2021)
    Gehring, Florian orcid-logo
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    Prenzel, Tobias Manuel orcid-logo
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    Graf, Roberta orcid-logo
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    Albrecht, Stefan orcid-logo
    Flexible, ultra-light and wafer-thin – the future of electronics is printed! The cornerstones for this development are conductive inks and adhesives that connect components and sensors with each other, integrating them into a printed environment. A decisive role hereby is played by advanced materials, such as functional inks, and their interaction in final devices for application in various use-cases. For this purpose, various particle structures in the nanometre range are created that enable the required conductivity, while keeping material input of the conductive substance as low as possible. Due to the excellent properties, the versatile functionalities, the possible high production volumes and the associated reduced production costs a wide range of applications is facilitated through printed electronics and mass markets become accessible. Therefore, associated environmental impacts as well as the security of the supply chain are expected to gain further relevance in the future. Yet, as most of the processes are in a development stage, prospective assessments before the start of production are essential, if development of printed electronics shall be aligned with sustainability goals. In order to address environmental consequences of future implementations of advanced materials for printed electronics at an early stage, this contribution is considering and evaluating the sustainable effects in a comprehensive assessment even before the physical start of product and material development. To this end, a procedure was developed, in which underlying methodology enables development engineers to identify hotspots at an early stage and to address and mitigate them early on. This way, challenges of tomorrow’s circular economy are already being addressed today and critical sustainability pitfalls can be avoided.
  • Publication
    Influence of design properties of printed electronics on their environmental profile
    ( 2021)
    Prenzel, Tobias Manuel orcid-logo
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    Gehring, Florian orcid-logo
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    Fuhs, Franziska
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    Albrecht, Stefan orcid-logo
    In the context of an Internet of things (IoT) vision, printed and embedded electronics have gained serious momentum over recent years. Large leaps in innovation promote the applicability of the technology and help reduce device cost significantly. Additionally, printed electronics are often perceived as a green technology with high potential of replacing established subtractive manufacturing methods and act as an enabler in many areas of society. However, their environmental impacts are still rarely investigated thoroughly. Device development for printed electronics typically starts with the definition of functionalities rather than exact knowledge about components and materials, making an integrated early-stage life cycle assessment (LCA) of the devices challenging due to the typically large amount of possible technical solutions for each use case. This contribution fundamentally supports the idea that getting involved with environmental considerations as early as possible in the development is pivotal in avoiding sustainability pitfalls from the start. Consequently, several LCA studies are summarised focusing on three different sustainability scopes: material, production and device, as well as use-phase and end-of-life. The work aims to provide an overview over the sustainability potentials and risks of the production processes of printed electronics from flexible substrates and conductive inks based on micro- and nano-sized particles. Different filler materials for the inks are considered, as their impact heavily influences the overall device impacts. In conclusion, recommendations for further work in the field are derived, summarising potentials of printed electronics, while equally considering remaining challenges. Thus, the conducted work contributes to a better understanding of environmental impacts in the development of printed electronics and helps applying the findings already at the very first development stages.
  • Publication
    Ökologische Bewertung ausgewählter Molecular-Sorting-Demonstratoren
    ( 2016)
    Gehring, Florian orcid-logo
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    Lindner, Jan Paul orcid-logo
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    Brandstetter, Christian Peter
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    Albrecht, Stefan orcid-logo
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    Leistner, Philip
    Unter dem Aspekt sich verknappender Ressourcen und der Nachhaltigkeit ist die verstärkte Gewinnung und Nutzung hochwertiger stofflicher Ressourcen aus Abfallströmen erstrebenswert. Eine steigende Individualisierung von Produkten und kürzere Lebenszyklen bringen eine zunehmende Stoffvielfalt bei gleichzeitig sinkenden Stoffmengen mit sich. Im Projekt Molecular Sorting werden beispielhaft Verfahren zur Stofftrennung auf kleinster erforderlicher Ebene entwickelt. Parallel dazu werden Demonstratoren hinsichtlich ihrer Wirkungen auf Umwelt und Ressourcenverfügbarkeit untersucht, was hier anhand zweier Beispiele gezeigt wird. Durch Design for Environment konnten ökologische Aspekte in maßgebende Entwicklungsentscheidungen integriert, Stellschrauben identifiziert und die ökologische Sinnhaftigkeit der neuen Verfahren gezeigt werden.
  • Publication
    Entwicklungsbegleitende Ökobilanzierung von Recyclingprozessen
    ( 2016)
    Lindner, Jan Paul orcid-logo
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    Gehring, Florian orcid-logo
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    Albrecht, Stefan orcid-logo
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    Krieg, Hannes
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    Leistner, Philip
    Die Gewinnung stofflicher Ressourcen aus Reststoffen kann einen wichtigen Beitrag zur Ressourcenschonung leisten. Im Rahmen des Projekts Molecular Sorting werden Recyclingverfahren zur Erschließung hochwertiger Stoffströme erforscht mit dem Ziel einer öko- und ressourceneffizienten Nutzung von Reststoffen. Die Methode der Ökobilanz ist dabei integraler Bestandteil. Zukünftige Entwicklungen spielen bei der Bewertung der ökologischen Nachhaltigkeitsaspekte eine große Rolle, da neben der Technologie auch die Energiebereitstellung, alternative Technologien oder die Art und Gewinnung der Ressourcen in die ganzheitliche Bewertung miteinfließen. Durch eine entwicklungsbegleitende Ökobilanz werden ökologische Risiken frühzeitig erkannt und können systematisch gering gehalten werden.
  • Publication
    Aus Altbeton wird Beton - ein innovativer Recyclingansatz
    ( 2015)
    Gehring, Florian orcid-logo
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    Albrecht, Stefan orcid-logo
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    Homolka, Sarah
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    Leistner, Philip
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    Thome, Volker
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    Seifert, Severin
    Altbeton wird eine Rohstoffquelle der Zukunft sein und damit zur Nachhaltigkeit beitragen. In welche Richtung dies geschehen kann, wird in diesem Beitrag mithilfe von Ökobilanzergebnissen aus dem BMBF-Projekt "ELDYNTON - Elektrodynamische Fragmentierung von Altbeton" erläutert. Hier wird Altbeton durch ein innovatives Recyclingverfahren ELDYNTON aufbereitet, um ein hochwertiges Recycling (Rückführung in den Betonkreislauf) der entstandenen Fraktionen zu gewährleisten. Eine entscheidende Voraussetzung ist die zerstörungsfreie Trennung von Zementstein und Gesteinskörnung. Die Methode der elektrodynamischen Fragmentierung beruht auf ultrakurzen Unterwasserentladungen und ermöglicht eine sortenreine Separierung. Unter dem Aspekt der Ressourcenschonung ist das Rückgewinnen von Rohstoffen via Recycling grundsätzlich wünschenswert, ob es sich jedoch unter dem Gesichtspunkt der Ökologie lohnt, muss näher untersucht werden. Hierzu wird die Methode der Ökobilanz (ISO 14040/44) herangezogen und die Ergebnisse mit den ökologischen Wirkungen der Primärbereitstellung verglichen. Bei gleicher Transportdistanz liegen die Emissionsäquivalente des ELDYNTON-Verfahrens in einigen Kategorien über denen der primären Bereitstellung. Müssen die Substitutionsgüter jedoch weiter als 125 km gegenüber denen des ELDYNTON-Verfahrens transportiert werden, schneidet das ELDYNTON-Verfahren in den betrachteten Wirkungskategorien besser ab.