| Unter Gedruckter Elektronik versteht man einen innovativen Forschungszweig, der sich darum bemüht elektronische Bauteile und Systeme (u.a. Transistoren, Sensoren, Energiespeicher, LEDs, Solarzellen, RFID usw.) mittels Druckverfahren herzustellen. Dieser Ansatz ermöglicht es, Elektronik kostengünstig zu produzieren und effizient in Alltagsprodukte wie Verpackungen, Textilien oder Medizinprodukte einzubetten. Gedruckte Elektronik wird daher auch als Schlüsseltechnologie für das IoT (Internet of Things, zu Deutsch Internet der Dinge) gehandelt und stellt somit einen hoch aktuellen und spannenden Unterrichtskontext dar.
Im Rahmen einer Bachelorarbeit ist es unserer Arbeitsgruppe kürzlich gelungen, in einem Hand-Druckverfahren eine flexible Zink-Braunstein-Zelle herzustellen. Genau genommen handelt es sich um eine Abwandlung des klassischen Leclanché-Elements. Bei der gedruckten Variante liegen die Funktionsmaterialien als Pasten vor und werden mittels Rakel-Technik in dünnen Schichten auf flexible Substrate aufgetragen. Zwei Kontakte aus Silberleitlack dienen als Anschlusspunkte für ein Messgerät oder einen Verbraucher. Die fertige Zelle ist dünn und flexibel und liefert eine Klemmspannung von ca. 1,5 V. Durch Reihenschaltung mehrerer Zellen können höhere Spannungen erzielt werden. Als Substrat dient eine handelsübliche Overhead-Folie. Aktuell arbeiten wir daran, einige Komponenten zu recyceln bzw. durch nachhaltigere Materialien zu ersetzen.
Im Vortrag wird der Bau der hand-gedruckten Batterie live demonstriert. Außerdem werden die theoretischen Hintergründe zum Druck von Elektronik kurz erläutert sowie erste Ergebnisse aus der Erprobung des Experiments mit Schüler*innen vorgestellt. |