Design and development of a circular economy blockchain-based digital marketplace for components reuse in mass electronics

Blockchain technology has revolutionized digital marketplaces by offering innovative solutions to challenges related to transparency, trust, and operational efficiency. Traditional marketplaces often rely on centralized intermediaries, which can introduce inefficiencies, security risks, and lack of transparency. In contrast, blockchain enables decentralized platforms to provide greater accountability, mitigate fraud, and improve transaction integrity. This study investigates the extent to which blockchain technology can support the development of a decentralized marketplace that surpasses traditional models, particularly in the context of Circular Economy (CE) for Waste from Electrical and Electronic Equipment (WEEE) The study identifies key challenges in WEEE processing, including trust, traceability, regulatory compliance, and the need for secure yet transparent data management. It then explores how blockchain-driven marketplaces can address these challenges by enabling verifiable tracking of electronic waste, secure and trustless exchanges, promoting a more efficient recycling and refurbishment processes. One of the critical aspects of implementing blockchain in this domain is balancing transparency, decentralization, privacy and scalability. To address these trade-offs, this research proposes a Layer 2 blockchain architecture based on Validium, a scaling solution that enhances transaction throughput and privacy while slightly reducing decentralization. The findings of this study contribute to the broader discourse on blockchain’s role in decentralized applications for supply chain management, with a particular focus on sustainable economic models. By demonstrating how a Validium-based Layer 2 solution can improve the scalability and privacy of decentralized applications, this research provides valuable insights for policymakers, industry stakeholders, and blockchain research leveraging emerging technologies for environmental and economic sustainability.

La tecnologia blockchain ha trasformato i mercati digitali, offrendo soluzioni innovative alle sfide legate alla trasparenza, alla fiducia e all'efficienza operativa. I modelli tradizionali, spesso basati su intermediari centralizzati, presentano criticità quali inefficienze burocratiche, rischi per la sicurezza e opacità nei processi. Al contrario, la blockchain abilita piattaforme decentralizzate che migliorano l’integrità delle transazioni, riducono le frodi e favoriscono una maggiore collaborazione tra gli attori coinvolti. Questo studio esplora il potenziale della blockchain nel ridefinire i mercati digitali, con particolare attenzione all’applicazione nell’Economia Circolare (CE) per la gestione dei Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche (RAEE). L’analisi identifica le principali sfide nel trattamento dei RAEE, tra cui la tracciabilità, la conformità normativa e la necessità di un sistema sicuro, ma trasparente, per la gestione dei dati. Viene quindi esaminato come le soluzioni blockchain possano affrontare tali problematiche, abilitando il tracciamento verificabile dei rifiuti elettronici, facilitando scambi sicuri e promuovendo processi di riciclo e riutilizzo più efficienti. Un aspetto critico di questa implementazione è il compromesso tra trasparenza, fiducia, decentralizzazione, privacy e scalabilità. Per rispondere a queste sfide, la ricerca propone un’architettura blockchain Layer 2 basata su Validium, una soluzione di scalabilità che migliora la capacità di elaborazione delle transazioni e la protezione della privacy, pur riducendo leggermente il grado di decentralizzazione. L’integrazione delle prove a conoscenza zero garantisce elevati standard di sicurezza e verifica crittografica, consentendo ai partecipanti di validare le transazioni senza esporre dati sensibili al pubblico. I risultati di questo studio arricchiscono il dibattito sul ruolo della blockchain nei modelli economici sostenibili, evidenziando come una soluzione di Layer 2 basata su Validium possa ottimizzare efficienza e sicurezza nei mercati decentralizzati per l’Economia Circolare. Le conclusioni forniscono spunti preziosi per policy maker, operatori del settore e ricercatori interessati a sfruttare tecnologie emergenti per promuovere la sostenibilità ambientale ed economica.