Start-up des Monats: otego GmbH


Die Solarzelle für Wärme

Das Prinzip ist so genial wie einfach. Mit gedruckten thermoelektrischen Generatoren wird Umgebungswärme genutzt, um eine Vielzahl drahtloser Kleingeräte des Internet of Things energieautark zu machen. Das Ergebnis sind „Solarzellen für Wärme“, die den Einsatz von Batterien in vielen Kleingeräten überflüssig machen können. 

Entwickelt wurde diese Idee von dem Start-up otego GmbH, einer Ausgründung des KIT (Karlsruher Institut für Technologie), hinter dem mit zwei Physikern, einem Chemiker sowie einem Wirtschaftsingenieur vier engagierte Gründer stehen. „Wir ergänzen uns perfekt“, sagt Frederick Lessmann, der Wirtschaftsingenieur in den Vieren, der sich den Markt für ein solches Produkt genau angesehen und festgestellt hat, dass es einen enormen Bedarf für die Solarzelle für Wärme gibt. Neben Lessmann gehören dem Quartett Silas Aslan (Materialentwicklung), André Gall (Produktionsentwicklung) und Matthias Hecht (Elektronikentwicklung) an, alle zwischen 29 und 34 Jahren.

Strom aus Temperaturunterschieden

Der Ansatz von otego, der auf die Promotion von Mitgründer und Produktionschef Gall zurückgeht, basiert auf der Gewinnung von Strom aus Temperaturunterschieden. So entwickelt das Jungunternehmen, das weiterhin im KIT beheimatet ist, einen neuartigen gedruckten thermoelektrischen Generator (OTEG), der Wärme in Form eines Temperaturunterschieds direkt in Strom verwandeln kann. Als Komponente in drahtlosen Sensoren integriert, verwandeln die Minigeneratoren künftig lokale Wärmequellen zu Stromquellen und ermöglichen eine autarke Stromversorgung ohne Batteriewechsel. „Wir ersparen also den Nutzern künftig das kostspielige und unkomfortable Auswechseln von Milliarden an Batterien“, macht Lessmann klar. Das Prinzip ist in der Fachwelt bereits auf vielfache Anerkennung gestoßen. Unter anderem gewann otego im Februar 2017 den Venture Capital-Pitch des Netzwerks für Beteiligungskapital, VC-BW, „Best of Baden-Württemberg“, das vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg, Stuttgart Financial, der Börse Stuttgart und der Stiftung Kreditwirtschaft getragen wird.

Die Generatoren mit dem Namen OTEG sind würfelzuckergroß und verfügen über keine beweglichen Teile. „Über die Lebensdauer der Generatoren entsteht somit kein Wartungsaufwand durch Verschleiß“, streicht Lessmann einen Vorteil heraus. Hinzu kommt, dass otego erstmals elektrisch leitfähige Kunststoffe aus eigener Entwicklung einsetzt. Darüber hinaus sind die neuen Wunderteile mechanisch flexibel und können einfach an gekrümmte Oberflächen wie Rohre angepasst werden.

Als größte Besonderheit der otego-Technologie streicht Lessmann jedoch die Kombination aus kostengünstigen Materialien und großindustriellen Produktionsverfahren heraus. Schließlich werden die elektrischen Schaltungen auf industriellen Maschinen gedruckt und anschließend vollautomatisch in einem patentierten Verfahren weiterverarbeitet. „Damit werden wir als erster Hersteller thermoelektronische Generatoren produzieren können, die für breite Massenanwendungen in Frage kommen“, betont Lessmann. Denn die Druckprozesse gelten als etabliert, sind schnell und skalierbar. Das Prinzip der Drucktechnik wird in diesem Verfahren auf die Thermoelektronik übertragen. „Statt Tinte oder Druckerschwärze benutzen wir elektrisch leitfähige, druckbare Materialien“, erläutert Produktionschef Gall.

Ziel der weiteren Entwicklung von otego ist nun die Automatisierung der Produktion von gedruckten thermoelektrischen Generatoren – ein Prozess, der bei den Karlsruher Jungunternehmern schon über das Stadium eines Prototypens hinausreicht. So werden die elektrischen Schaltungen bereits mit großindustriellen Druckmaschinen im Rolle-zu-Rolle Prozess auf ultradünne Folien gedruckt. Dabei werden auch die selbst entwickelten druckbaren Halbleitermaterialien optimiert und zur Serienreife gebracht.

Entwicklung und Aufbau der Produktionsanlagen zur vollautomatischen Weiterverarbeitung der Folien werden derzeit durch das EXIST-Programm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert, das über zwei Jahre ein Volumen von insgesamt 800.000 Euro umfasst. Erste funktionsfähige Generatoren hat otego bereits entwickelt, die in einfachen Demonstrationen verbaut werden konnten und unter idealen Bedingungen den Proof of Principle leisten. Außerdem steht das neu entwickelte thermoelektrische Material auf der Haben-Seite von otego, das die Leistungsfähigkeit der Generatoren soweit erhöht, dass Pilotkunden bald erste Test durchführen können. „Eine dafür nötige Pilotfertigung steht kurz vor ihrer Fertigstellung“, sagt Produktionschef Gall. Der Nachweis, dass otego eigens Material im patentierten Produktionsprozess verarbeitet werden kann, ist bereits vor kurzem erbracht worden.

Auf dem Weg zur Serienreife 

Damit die OTEGs ihren Einsatz als zuverlässige Stromquelle in Massenanwendungen finden, wissen die Jungunternehmer, dass ihre Kapazitäten stark ausgebaut werden müssen. „Nur so kann der mit bisher geringem Ressourceneinsatz erreichte Proof of Concept erfolgreich zu einem Serienprodukt weiterentwickelt werden“, erläutert Lessmann. Vor diesem Hintergrund ist otego aktuell auf der Suche nach Investoren, die eine Summe von 2 Millionen Euro aufbringen. Mit dieser 2-jährigen Finanzierung wird otego bis 2018 die Serienreife erreicht haben und anschließend die ersten Kunden mit Generatoren in Tausenderstückzahlen beliefern können. Derzeit sei man mit einer Vielzahl von Investoren im konstruktiven Gespräch, so Lessmann, der zusammen mit den weiteren drei Gründern noch 100 Prozent der Gesellschaftsanteile hält.

Damit wäre auch die Grundlage gelegt, die otego-Generatoren, die sich im ersten Schritt auf Industriesensoren beschränken, auf Smart Home-Anwendungen wie etwa Heizkörperthermostate auszuweiten. In einem Zeitraum von fünf Jahren schließlich kann sich die Kreativschmiede aus Karlsruhe auch vorstellen, ihre Generatoren für Elektronik am Körper einsetzen zu können, wie sie beispielsweise bei Fitness-Sensoren üblich ist. Als Wärmequelle würde dann der menschliche Körper fungieren. Doch zunächst steht der nächste Meilenstein für 2018 an. Dann soll nämlich der erste Generator unter dem Namen OTEG in Serie gehen.

Freitag, 21.06.2017
Autor: Thomas Spengler