Mit oder ohne Cadmium - der Quantum Dot Krieg geht weiter

Um besonders farbstarke Screens, Monitore oder TVs zu produzieren, setzt die Industrie auf Quantum Dot Technologie. Quantum Dots sind Nano-Kristalle aus Halbleiter-Materialen. Die sehr winzigen Partikel sind beispielsweise bis zu 10.000 Mal schmaler als ein menschliches Haar. Dabei gibt es Lösungen, die das hoch toxische Cadmium verwenden, obwohl alternative QD Technologien ohne auskommen.

Bislang erlaubt die EU noch die Verwendung von Cadmium basierten QD Produkten, die mit Cadmiumselenid (CdSe) arbeiten, einem Cadmiumsalz. Eigentlich soll das gefährliche und toxische Cadmium aus allen Produkten verschwinden. Schließlich ist Cadmium einer von sechs hochgiftigen Stoffen, deren Verwendung in Elektro- und Elektronikgeräten in Europa mit der 12 Jahre alten RoHS-Richtlinie verboten wird, die zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt und zur Erleichterung des Recyclings verfasst wurde. In der RoHS-Richtlinie wird Cadmium als gefährlichstes toxisches Schwermetall genannt, dessen zulässige Verwendungsmenge zehnmal niedriger ist als für Quecksilber und Blei. Doch bislang gilt noch eine Ausnahmeregelung für Cadmium unter der RoHS-Richtlinie für Fernseher und Bildschirme.

Obwohl sich im vergangenen Jahr das Europäische Parlament mit überwältigender Mehrheit dafür ausgesprochen hatte, endlich reinen Tisch zu machen, und Cadmium nicht mehr zu erlauben, gibt es nach wie vor die Möglichkeit, dass die Ausnahme wieder verlängert wird.

Vor diesem Hintergrund streiten sich – vor und hinter den Kulissen – seit einiger Zeit verschiedene Marktbeteiligte aus der Displayindustrie und der zugehörigen Zulieferer. Bereits im Jahr 2015 fuhren beide Seiten dazu schwere Geschütze auf. Besonders Nanoco (für ein Cadmium-Verbot) und QD Vision (gegen ein Verbot) gingen mit Erklärungen an Presse und Parlament in die Offensive.

Nun geht der Streit weiter. Anlass ist diesmal eine neue Studie. Diese stammt vom renommierten Öko-Institut und wurde im Auftrag der Generaldirektion Umwelt (GD Umwelt) in Auftrag gegeben, der Abteilung der Europäischen Kommission, die für die Umweltpolitik der EU verantwortlich ist.

Überraschenderweise empfehlen die Experten der EU-Kommision, die Ausnahmegenehmigung für QDs mit Cadmium weitere drei Jahre gelten zu lassen – für jede Art von Display, TV und Monitore. Allerdings empfiehlt das Öko-Institut, Cadmium in LEDs für Leuchtmittel zu verbieten. Obwohl auch das von der Kommission beaufragte Institut davon ausgeht, dass es aktuell genügend cadmiumfreie Alternativen am Markt gibt, die in Screens genutzt werden können, wird weiter die Ausnahme empfohlen – woran sich die EU-Kommission aber nicht halten muss.

Nun greift Nanoco die Studie mit verschiedenen Argumenten an, unter anderem dem dass große Hersteller wie Samsung bei ihren TVs auf cadmiumfreie QD Technologie setzen. Zudem werden Energieefizienz und Farbleistung von Nanoco anders bewertet:

• In dem Bericht würden klare wissenschaftliche Daten zur relativen Toxizität von cadmiumhaltigen gegenüber cadmiumfreien Werkstoffen (sowohl für Indiumphosphid als auch die von Nanoco hergestellten cadmiumfreien Quantum Dots (CFQD)) nicht ausgewertet. Daher werde auch keine klare Schlussfolgerung bezüglich der mit Cadmium verbundenen erheblich größeren Gefahren gezogen, wobei Cadmium die einzige der drei unter der RoHS-Richtlinie geregelten Verbindungen seit.
• „In dem Bericht heißt es, dass die genannten Vorteile bezüglich Energieeinsparungen bei Cadmium-QD-Bauteilen von den benutzten Bildschirmprodukten abhängig seien, was die Feststellung der Energieeinsparungen in Frage stellt“, so Nanoco. Ignoriert werde zudem die Auswirkung der sich schnell verbessernden Leistung der cadmiumfreien Quantenpunkte, insbesondere bei der zweiten Generation von Fernsehern der Marke Samsung SUHD, die bereits im ersten Quartal dieses Jahres auf den Markt kam.
• „Die Verfasser akzeptieren die Behauptung des niedrigeren Energieverbrauchs für cadmiumbasierte Bildschirme – ungeachtet der Tatsache, dass Daten auf kommerziellen Fernsehern zeigen, dass Bildschirme mit cadmiumfreien Quantenpunkten weniger Strom verbrauchen und marktführende A+-Bewertungen für Energieeffizienz erhalten.“
• „Die Verfasser akzeptieren die Behauptung einer höheren Farbraumleistung trotz ihrer eigenen Analyseergebnisse, dass ‚die Ergebnisse nach Auffassung der Berater nicht schlüssig sind‘. Außerdem wird in dem Bericht die Frage erhoben, ob ein verbesserter Farbraum für die Verbraucher und in allen Situationen überhaupt von Bedeutung ist.“
• „Die Verfasser konzentrieren sich nicht auf die relevantesten Branchenstandards für Farbleistung, insbesondere den DCI Standard, der jetzt bei digitalen Kinoaufnahmen herangezogen wird, und den neuesten Ultra HD Premium-Standard, in dem eine Bildschirmleistung von 90% des DCI gefordert wird. Dieser Standard wird von den heute im Handel befindlichen Fernsehern mit cadmiumfreien Quantenpunkten voll erreicht.“
• „Cadmium ist eine überholte und gefährliche Technologie, die sich im Hauptmarkt nie durchgesetzt hat“, so Michael Edelman, Chief Executive Officer von Nanoco, in einer Pressemitteilung von Nanoco. „In der Tat übertreffen die Verkaufszahlen für Fernseher mit cadmiumfreien Quantenpunkten bereits die cadmiumhaltigen Fernseher um 20 zu 1. Warum sollte also die Ausnahmeregelung für die Verwendung dieser stark regulierten, toxischen Chemikalie verlängert werden, wenn bereits heute sichere Alternativen zur Verfügung stehen, die marktführende Farbleistung und Energieeffizienz aufweisen?“

Als Befürworter von Cadmium in QDs hat Konkurrent QD Vision bislang unter anderem argumentiert, ihre Lösungen seien energieeffizienter und preisgünstiger. Zudem führe die Verwendung von 1,5 mg Cadmiumselenid in einem typischen 55″ Display zu einer Netto-Reduktion des Ausstoßes von Cadmium um 40 g, gerechnet über die durchschnittliche Lebensdauer eines TVs, so John Volkmann, CMO, QD Vision, in einem Blog-Beitrag. In dieser Rechnung geht er davon aus, dass die eigene Produktionsmethode mit Cadmium um 20% mehr Energie verbrauche und dass die Nutzung fossiler Brennstoffe wiederum zu mehr Cadmium-belastungen für die Umwelt führten.

Die nächste Schlacht im Quantum Dot Krieg ist eröffnet – noch gibt es keine endgültige Entscheidung der Politik. Und kommt es, wie das Institut empfiehlt, gelten künftig für Leuchtmittel andere Bestimmungen wie für TVs.

Zudem gibt es sogar von der EU und vom Bund geförderte Projekte, die in konkrete, cadmiumlose Lösungen mündeten, wie die von Osram. Sprich: Auf der einen Seite erkennt die europäische Politik den Bedarf an umwelt- und gesundheitsförderlichen Methoden und finanziert diesen durch Forschungen – hat sich aber bislang nicht dazu durchgerungen, das Cadmium ganz aus Screens und TVs zu verbannen.