Das Pilotprojekt wird aus dem Umweltinnovationsprogramm mit über 1,2 Millionen Euro gefördert
In Hanau (Hessen) implementiert das Unternehmen Umicore AG & Co. KG eine neuartige Produktionsanlage, um umweltschonend Dicobaltoctacarbonyl (DiCOC) herzustellen. DiCOC wird bei der Herstellung von Chemikalien für die Produktion miniaturisierter elektronischer Bauteile, wie beispielsweise Logic- oder Memory-Chips, LED oder Photovoltaikzellen benötigt.
Umicore errichtet eine neue, ressourcenschonende Anlage, in der DiCOC produziert werden soll. Dieses wird als Zwischenprodukt für den in der Elektronikindustrie relevanten Atomic Layer Deposition Process (ALD-Verfahren) verwendet. DiCOC ist die zentrale chemische Verbindung, aus der Carbonylverbindungen des Kobalts hergestellt werden, die als Ausgangsstoffe in sogenannten ALD-Verfahren zur Herstellung hoch miniaturisierter Elektronikbauteile benötigt werden.
Das hierfür benötigte DiCOC soll durch die chemische Umsetzung einer Kobaltquelle, einem Alkohol und Kohlenmonoxid in einem semikontinuierlichen Druckverfahren hergestellt werden. Das resultierende Rohprodukt ist ein flüssiges, DiCOC enthaltenes Sekret, das in weiteren Aufarbeitungsschritten gereinigt und isoliert wird. Das gewonnene DiCOC weist eine hohe Reinheit auf und bedarf keiner weiteren Nachbehandlung. Laut Machbarkeitsstudien ist das Verfahren potentiell auch zur Produktion anderer Metallcarbonyle geeignet.
Dieses innovative Produktionsverfahren ist umweltschonend, material- und energieeffizient und hat hohen Modellcharakter. Gegenüber dem Stand der Technik kann mit der neuen Produktionsanlage die Ausbeute an DiCOC um rund 30 Prozent gesteigert werden. Darüber hinaus ist das Verfahren sehr gut skalierbar, bedarfsorientiert zu steuern und kann damit die Versorgung zur Herstellung miniaturisierter Elektrobauteile sichern. Im Ergebnis ergeben sich Kohlenstoffdioxid (CO2)-Einsparungen in Höhe von 90 Kilogramm pro Kilogramm DiCOC. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren sind dies rund 95 Prozent. Bei erfolgreicher Umsetzung des Verfahrens kann die Versorgung zur Herstellung der nächsten Generation von Elektronikchips von aktuell 10 Newtonmeter (nm) auf weniger als 7 nm realisiert werden, was auch die materialeffizientere Herstellung von Elektronikgeräten erleichtern wird.
Kobalt ist ein seltenes Metall, das in der Elektronikindustrie benötigt wird (unter anderem für Lithium-Ionen-Akkus), so dass dessen effizienter Einsatz und Recycling wichtige Beiträge zur Ressourcenschonung leisten.
Mit dem Umweltinnovationsprogramm wird die erstmalige, großtechnische Anwendung einer innovativen Technologie gefördert. Das Vorhaben muss über den Stand der Technik hinausgehen und sollte Demonstrationscharakter haben.