TOKIO--(BUSINESS WIRE)--NTT Corporation (President und CEO: Akira Shimada, „NTT“) und das Graduiertenkolleg für Frontier Sciences, Universität Tokio (GSFS) haben erfolgreich das weltweit erste Kommunikationssignal erzeugt, das eine Batterie und einen Stromkreis aus umweltfreundlichen Materialien nutzt, die frei von seltenen Elementen und Gefahrstoffen sind. In dem Maße, in dem sich das Internet der Dinge (IoT) ausbreitet, werden alle möglichen Objekte zu Geräten, die ihre Palette an Dienstleistungen und Anwendungen ausdehnen. Jedoch bestehen Bedenken im Hinblick auf ihre Umweltbelastung, die mit der Entsorgung von Verbrauchsmaterialien, die in Sensorgeräte eingesetzt werden, einhergeht. Um dieses Problem zu lösen, fördert NTT die Forschung und Entwicklung von Geräten, die Materialien verwenden, deren Entsorgung nur geringfügige Auswirkungen auf die Umwelt haben.
NTT und GSFS erforschen Verbesserungen an umweltfreundlichen Batterien durch die Eliminierung der Nutzung seltenen Materialien und von Gefahrstoffen. Gemeinsam haben die beiden Unternehmen ein neues Sensorgerät mit Wirksamkeitsnachweis hergestellt, das aus einem umweltfreundlichen Stromkreis unter Verwendung der organischen Halbleitertechnologie besteht. Dabei ist es ihnen gelungen, das weltweit erste Kommunikationssignal mit diesen nachhaltigen Materialien zu erzeugen. Diese Technologie könnte in Sensorgeräten für verschiedene Bereiche verwendet werden: bei der Entsiegelungserkennung (z.B. bei Einweg-Wasserflaschen) oder in Tablettenpackungen, um zu bestimmen, ob ein Patient vergessen hat, seine verschriebenen Medikamente zu nehmen, oder um die Umweltauswirkung von beobachtenden Wetterbogen zu verringern (Abbildung 1).
2018 unternahm NTT den ersten Schritt zu dieser Entwicklung, indem es die „Return-to-the-Earth-Battery“ (bestehend aus Düngerzutaten und organischen Materialien) herstellte und ihren Betrieb verifizierte. Dann interviewten die Kooperationspartner Experten im Bereich Abfallmanagement, um herauszufinden, mit welchen Materialien eine geringe Umweltbelastung erreicht werden kann. Daraufhin eliminierten sie Materialien, die seltene Elemente (in Anbetracht der Verfügbarkeit von Ressourcen) und Gefahrstoffe enthalten (Tabellen 1 und 2).
In Zusammenarbeit mit dem Labor von Professor Junichi Takeya an der GSFS haben Forscher von NTT aus diesen Materialien einen umweltfreundlichen Schaltkreis hergestellt. Gemeinsam haben die Forscher einen Herstellungsprozess für einen organischen Transistor entwickelt, bei dem alle Elektroden aus Kohlenstoffmaterial bestehen (organische Kohlenstoffelektroden-Transistoren). Der Transistor dient dazu, analoge Schwingkreise und digitale Modulationskreise mit CMOS zu konstruieren. Die Forscher haben eine dreidimensionale leitende poröse Struktur geformt, Kohlenstoff als Elektrode eingesetzt und die Voltzahl durch Serialisierung der Batterien erhöht.
NTT plant, die Entwicklung verwandter Technologien in Zusammenarbeit mit externen Organisationen und Unternehmen fortzusetzen, um Anwendungen mit einer einzigartigen „geringen Umweltbelastung“ zu untersuchen und gemeinsam neuartige Dienstleistungen umzusetzen. Weitere Einzelheiten über diese Forschung finden Sie in Scientific Reports hier vom 7. October 2022.
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