预计,为实现净零排放目标,到 2050 年,电力电子设备和电池的安装量将达到每年 100 TW 和 15 TWh [3]。在这种情况下,此类系统对环境的影响令人担忧,因为它们需要使用大量材料,包括制造过程中关键的原材料和资源消耗。此外,在传统的线性经济“获取-制造-废弃”模式下,大多数电力电子设备和电池在报废时将产生大量电子垃圾。预计到 2050 年,按照目前较低的再利用和回收率 [4](例如,目前只有不到 20% 的电子垃圾被收集和回收 [5]、[6]、[7])计算,每年产生的电子垃圾量可能达到 1.2 亿吨。因此,电力电子和电池的设计和开发需要进行范式转变,需要应用循环经济方法。再利用、再制造和回收的概念需要被视为产品生命周期的一部分 [8]、[9]、[10]。我们需要更好地设计、利用和处理此类系统,以最大限度地减少其对环境的影响。然而,实现这些概念存在技术和社会(例如,用户感知和接受度)障碍。在本文中,重点将放在技术挑战和潜在解决方案上。