Materialinnovationen und energiesparende Technologien treiben den industriellen Wandel voran
Angetrieben vom globalen Ziel der Klimaneutralität und dem wachsenden Umweltbewusstsein der Verbraucher, durchläuft die Branche der berührungsempfindlichen Mikroschalter einen tiefgreifenden Wandel hin zu mehr Nachhaltigkeit. Hersteller reagieren aktiv auf politische Vorgaben und Marktanforderungen durch Materialinnovationen, Forschung und Entwicklung energiesparender Technologien sowie recyclingfähiges Design und beschleunigen so den Fortschritt der Branche in Richtung nachhaltiger Entwicklung.
Angetrieben von politischen und marktwirtschaftlichen Kräften, sind die Anforderungen an den Umweltschutz in den Mittelpunkt der Branche gerückt.
Laut dem „14. Fünfjahresplan für Energieeinsparung und nachhaltiges Bauen“ wird China bis 2025 die energetische Sanierung von 350 Millionen Quadratmetern bestehender Gebäude abgeschlossen und über 50 Millionen Quadratmeter Gebäude mit extrem niedrigem Energieverbrauch errichtet haben. Dieses Ziel erfordert einen Wandel entlang der gesamten Wertschöpfungskette, auch im Bereich der elektronischen Bauteile. Der von der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission herausgegebene „Umsetzungsplan zur Förderung des umweltfreundlichen Konsums“ unterstreicht die Notwendigkeit, den Marktanteil umweltfreundlicher und kohlenstoffarmer Produkte deutlich zu steigern. Energieeinsparung und Umweltschutz sind zu zentralen Indikatoren für Unternehmensinnovationen geworden.
Auf dem Markt hat die Vorliebe junger Konsumenten für umweltfreundliche Produkte deutlich zugenommen. Daten zeigen, dass mehr als die Hälfte der potenziellen Nutzer von Elektrofahrzeugen den Generationen der nach 1980 und 1990 Geborenen angehören und die Wachstumsrate der Verkäufe energiesparender Haushaltsgeräte über 100 % liegt. Dieses Konsumverhalten, das „Leistung und Umweltschutz gleichermaßen fordert“, hat die Hersteller dazu veranlasst, umweltfreundliches Design in den gesamten Produktlebenszyklus zu integrieren.
Materialinnovation
Herkömmliche Schalter basieren größtenteils auf Metallkontakten und Kunststoffgehäusen, was Ressourcenverbrauch und Umweltverschmutzung mit sich bringt. Heutzutage haben Hersteller diesen Engpass durch den Einsatz neuer Materialien überwunden:
1. Flexible elektronische Materialien und leitfähige Polymere: Flexible Materialien ermöglichen es, Schalter an gekrümmte Oberflächen anzupassen, wodurch die strukturelle Komplexität reduziert wird; leitfähige Polymere ersetzen Metallkontakte, wodurch das Oxidationsrisiko verringert und die Lebensdauer verlängert wird.
2. Biologisch abbaubare Materialien: Beispielsweise kombiniert der von der Wuhan Textile University entwickelte triboelektrische Nanogenerator auf Baumwollgewebebasis, der nachwachsende Rohstoffe wie Chitosan und Phytinsäure verwendet, Flammschutz und Abbaubarkeit und liefert damit neue Ideen für die Gestaltung von Schaltergehäusen.
3. Recyclingfähiges Komponentendesign: Der magnetische Induktionsmikroschalter von Jiuyou Microelectronics reduziert den Metalleinsatz durch eine kontaktlose Struktur, wodurch die Komponenten leichter demontiert und recycelt werden können und die Entstehung von Elektronikschrott verringert wird.
Technologie mit niedrigem Stromverbrauch
Der Energieverbrauch ist ein wichtiger Indikator für den Umweltschutz elektronischer Bauteile. Nehmen wir Jiuyou Microelectronics als Beispiel: Deren magnetischer Induktions-Mikroschalter ersetzt herkömmliche mechanische Kontakte durch magnetische Steuerung und reduziert so den Stromverbrauch um mehr als 50 %. Er eignet sich besonders für batteriebetriebene Anwendungen wie Smart Homes und verlängert die Akkulaufzeit von Geräten deutlich. Die von Espressif Technology vorgestellte intelligente Wi-Fi-Eindraht-Schalterlösung nutzt den ESP32-C3-Chip und verbraucht im Standby-Modus nur 5 μA. Dadurch wird das Problem des Lampenflackerns, das bei herkömmlichen Lösungen durch hohen Stromverbrauch verursacht wird, gelöst.
Darüber hinaus kann der von der Tianjin Polytechnic University entwickelte thermisch-responsive triboelektrische Nanogenerator (TENG) seinen Arbeitsmodus automatisch an die Umgebungstemperatur anpassen, indem er bei 0℃ startet und bei 60℃ abschaltet. Dadurch wird eine bedarfsgerechte Energieverteilung erreicht und grenzüberschreitende Inspiration für die Intelligenz und Energieeinsparung von Schaltern geliefert.
Fallanalyse
Der von Jiuyou Microelectronics im Jahr 2024 vorgestellte magnetische Induktionsmikroschalter gilt als Branchenstandard. Zu seinen Kernvorteilen zählen:
Kontaktloses Design: Durch den Ersatz des physischen Kontakts durch das Prinzip der magnetischen Induktion wird der Verschleiß reduziert und die Lebensdauer um das Dreifache erhöht;
Hohe Kompatibilität: Die drei Stromanschlüsse sind mit verschiedenen Gerätetypen kompatibel und unterstützen Anwendungsszenarien wie Smart Home und industrielle Automatisierung;
Geringer Stromverbrauch: Im Vergleich zu herkömmlichen Schaltern spart er 60 % Energie und trägt so zur Verlängerung der Batterielebensdauer von Endgeräten bei.
Diese Technologie erfüllt nicht nur die EU-RoHS-Umweltschutzstandards, sondern verringert auch die Abhängigkeit von seltenen Metallen und senkt den CO2-Fußabdruck der Lieferkette, was sie zu einem typischen Beispiel für umweltfreundliche Fertigung macht.
Zukunftsaussichten
Mit der schrittweisen Verbesserung des Zertifizierungssystems für den CO₂-Fußabdruck müssen Unternehmen Umweltschutzkonzepte entlang der gesamten Wertschöpfungskette umsetzen – von der Materialbeschaffung über die Produktion bis hin zum Recycling. Experten empfehlen, Verbraucher durch Anreizmechanismen wie CO₂-Zertifikate zusätzlich zum Kauf umweltfreundlicher Produkte zu bewegen. Die Innovationen von Unternehmen wie Jiuyou und Espressif zeigen, dass Umweltschutz und Leistung sich nicht ausschließen: Produkte mit geringem Stromverbrauch, langer Lebensdauer und hoher Kompatibilität erfreuen sich zunehmender Beliebtheit auf dem Markt.
Es ist absehbar, dass die grüne Revolution in der Touch-Mikroschalterindustrie ihre Verbreitung in der gesamten industriellen Wertschöpfungskette beschleunigen und die Elektronikfertigungsindustrie in Richtung einer „kohlenstofffreien Zukunft“ voranbringen wird.
Veröffentlichungsdatum: 29. April 2025
