Energy Harvesting: otego druckt günstige und robuste Thermogeneratoren

Junges Unternehmen otego ist ein Spin-Off des Karlsruhe Institut für Technologie KIT / Kleinste Temperaturschwankungen reicht für die Energieerzeugung

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Kleine Generatoren, die niedrige Temperaturen nutzen, um Geräte wie Heizkörperthermostate oder Sensoren für Privat und Industrie mit Energie zu versorgen. Was sich wie ein kleiner Cleantech-Traum mit viel Zukunftsmusik liest, könnte in den kommenden Jahren alltägliche Realität werden. Das in Karlsruhe ansässige, junge Cleantech-Unternehmen otego ist auf dem Weg, thermoelektrische Generatoren so robust und so günstig zu machen, dass viele der Geräte und Sensoren, die im Internet der Dinge in den kommenden Jahrzehnten miteinander vernetzt werden, keine Batterien oder anderen Energiequellen benötigen.

otego ist aus dem Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) hervorgegangen und beeindruckt insbesondere durch sein starkes Gründerteam, das alle wichtigen Bereiche abdeckt, die für das Erreichen der Serienfertigung notwendig sind:

  • Frederick Lessmann ist studierter Wirtschaftsingenieur und otegos CEO. Als ehemaliger Unternehmensberater ist er heute für den engen Draht zu Kunden, Kooperationspartnern und Investoren zuständig.
  • Der Diplom-Physiker André Gall beschäftigt sich bereits seit 2010 mit Thermoelektrik. Zunächst untersuchte er, ob elektrisch leitfähige Kunststoffe überhaupt als thermoelektrische Materialien geeignet sind. Mit der Erfindung des otego-TEGs zwei Jahre später legte er schließlich den Grundstein des heutigen Startups und ist verantwortlich für die Produktionsentwicklung.
  • Silas Aslan gilt als Erfinder der organischen Halbleiter, die in den otego-Generatoren zum Einsatz kommen sollen. Schon 2013 erfand er diese und optimiert sie seit 2009 als Chemie- und Halbleiter-Experte kontinuierlich.
  • Der zweite Physiker Matthias Hecht kümmert sich um die Produktentwicklung, designt die Prototypen des Energiemanagementsystems und treibt die Automatisierung der otego-Produktionsanlagen voran

otego Cleantech-Unternehmen Team

otego: Vom Labor bis zur Massenfertigung

„Wir sind jetzt in der Phase, in der wir die beiden Produktionsschritte – das Drucken und das Falten – mit unseren eigenen Materialien zusammenführen“, berichtet Frederick Lessmann im Gespräch mit CleanThinking.de. Im ersten Halbjahr 2017 sollen dann erste prototypische Samples an Pilotkunden herausgegeben werden. In den folgenden zwölf Monaten könnte dann die erste größere Finanzierungsrunde abgeschlossen und die Massenfertigung mit Qualitätskontrolle realisiert werden.

Das sogenannte „Rolle-zu-Rolle“-Druckverfahren, das otego anwendet, um die elektrisch leitfähigen Halbleitermaterialien auf eine Folie zu drucken, ist eine der Besonderheiten des otego-Verfahrens. Denn der Vorgang passiert mit einer Standard-Anlage, die eigentlich zum Drucken von Etiketten entwickelt wurde. „Es ist ein schneller, hochskaliger Prozeß, den wir speziell für unseren Anwendungsfall optimieren.“

Im zweiten Schritt wird die wieder aufgerollte, bedruckte Folie in einer Größe von „einem Viertel-Quadratmeter“ abgeschnitten und in einer Art „Origami-Prozess“ gefaltet. So entstehen kleine Generatoren, etwas flacher als ein Stück Würfelzucker, die in viele Geräte leicht integriert werden können. Gelingt otego der Weg der Massenfertigung, eröffnet sich dem jungen Technologie-Unternehmen ein hochskaliger, weltweiter Wachstumsmarkt.

otego will Körperwärme und Abgase ausnutzen

otego in der PraxisAuch andere Unternehmen und Wissenschaftler suchen nach der perfekten Lösung für Energy Harvesting-Generatoren. Autohersteller arbeiten seit Jahren an Thermogeneratoren, die die Temperaturdifferenzen zwischen den heißen Abgasen und kühleren Elementen auszunutzen. Ziel ist, die hohen Abgastemperaturen zu nutzen, um die Bordelektronik ohne Batterie versorgen zu können. Aber auch im Temperaturbereich bis etwa 150 Grad Celsius, in dem sich otegos Generatoren betreiben lassen, gibt es interessante Produktneuheiten. So stellte Matrix Industries kürzlich eine „Power Watch“ vor, die die menschliche Körperwärme nutzen soll, um länger zu laufen.

„Im Energy Harvesting-Markt ist es natürlich Voraussetzung, dass unsere Generatoren genügend Leistung erzeugen, um die entsprechenden Anwendungen mit Strom zu versorgen“, erklärt Lessmann. „Wenn diese Voraussetzung erfüllt ist, kommt es eigentlich überhaupt nicht mehr auf die Effizienz an. Entscheidend ist letztlich der Preis pro Generator, den ein Hersteller von Fitnessarmbändern, ein Hersteller von Heizkörperthermostaten oder ein anderer potenzieller Kunde kalkulieren muss – im Vergleich zu einer Batterie, die häufiger ausgewechselt werden muss. Hier sind wir auf einem richtig guten Weg.“

otego setzt auf Energy Harvesting in der Industrie

otego Thermogenerator - wie ein Stück WürfelzuckerÜbertragen auf den Industrieeinsatz, liegt der Vorteil darin, dass Bereiche im Sinne von Industrie 4.0 künftig überwacht werden können, die bislang nicht zu überwachen waren. „Beispielsweise Niederspannungsmotoren sind in der Industrie vielfältig im Einsatz. Ein Kabel zu legen, um einen solchen Motor mit Temperatur und Vibration laufend zu überwachen und daraus Wartungsnotwendigkeiten abzuleiten, war bislang zu teuer. Durch den Einsatz unserer Thermogeneratoren könnte sich das bald ändern“, hofft Lessmann.

Zwar seien otegos Generatoren nicht für Bereiche gemacht, in denen 100prozentige Ausfallsicherheit gefragt ist – für die mittelfristige Überwachung und die vorausschauende Wartung („Predictive Maintenance“) reichen die wartungsfreien otego-Generatoren aber aus und finden bereits viele Interessenten.

Die kommenden Monate werden für die vier jungen otego-Gründer mit ihrem herausragenden Spezialwissen viel Arbeit und jede Menge Herausforderungen bereithalten. Gerade bei dem Schritt in Richtung Massenfertigung hat das Team aber bereits Unterstützung aus der Industrie und aus dem Kreis der künftigen Pilotkunden gewonnen. So könnte die Massenfertigung 2018 genau rechtzeitig zum starken, erwarteten Marktwachstum kommen: Bis 2023 soll der Thermogeneratoren-Markt von heute 100 Millionen auf 900 Millionen US-Dollar anwachsen. Und eine Erfindung aus Karlsruhe soll dabei eine entscheidende Rolle spielen.

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