MykoVolt entwickelt mikrobielle Brennstoffzellen für dezentrale Energiegewinnung aus organischem Abfall.
MFC-Bio-Batterien nutzen die natürlichen Stoffwechselprozesse von Bakterien, um organisches Material direkt in elektrische Energie umzuwandeln — ohne Verbrennung, ohne Solar, ohne Wind.
Bakterien oxidieren organische Substrate in der Anodenkammer. Die freigesetzten Elektronen fließen über einen externen Kreislauf zur Kathode — erzeugung von Strom aus Abfall.
Durch Stapelung mehrerer MFC-Zellen und intelligentes Power Management wird die Spannung auf betriebsfähige Niveaus gebracht.
Der STM32L0-Mikrocontroller überwacht Ladezustand, Spannungsstabilität und Sensor-Daten — energieautark und wartungsfrei.
Produzierbar mit Standard-Bio-Lab-Equipment. Keine Seltenen Erden, keine toxischen Chemikalien, kein CO₂ bei der Energieerzeugung.
30 x 20 mm NFC-Datenlogger, betrieben von einer pilzbasierten Bio-Batterie. Kompostierbar, wartungsfrei, fuer vergaengliche Einsaetze in der Praezisionslandwirtschaft.
ARM Cortex-M0+, 16 KB Flash, 2 KB RAM. Bare-metal Firmware in C. 1,8 uA Sleep-Mode, RTC-Wecker alle 15 Min. Zustandsmaschine: Sleep → Measure → Sleep.
Boost-Charger mit Kaltstart ab 0,3 V und MPPT. Wandelt MFC-Spannung (0,3–0,6 V) auf 3,3 V. 85% Wirkungsgrad bei 50 uW. Superkondensator (100 mF) als Puffer.
ISO 15693, 4 KB EEPROM, 2–5 cm Reichweite. Bidirektionale I2C-Bruecke zum MCU. Smartphone liest Daten — kein kabelloses Protokoll noetig.
4-Kanal kapazitiver Sensor (±0,1 fF Aufloesung). Interdigitale Elektroden auf PCB-Rueckseite messen Bodenfeuchte direkt am Einsatzort.
MCU im STOP-Modus (1,8 uA). RTC laeuft weiter (150 nA). Superkondensator liefert Energie.
MCU erwacht in 5 us (MSI 2,097 MHz). Schaltet P-MOSFET ein — Sensor und NFC werden versorgt.
FDC1004 misst Bodenfeuchte (kapazitiv). ADC misst Pressling-Spannung. 12-Byte-Eintrag ins FRAM geschrieben.
Smartphone naehert sich → MCU wacht auf, kopiert FRAM-Daten ins NFC-EEPROM. ISO 15693 Standard-Auslesung.
Vier Zelltypen werden evaluiert — jeder mit eigenen Staerken bei Leistung, Lebensdauer und Einbettungstiefe. Die Dual-Path-Strategie kombiniert Pilz-MFC und Mg-Air fuer maximale Zuverlaessigkeit.
Chemie: S. cerevisiae Anode + T. pubescens Laccase-Kathode (CNF-Geruest, Bilayer)
Leistung: 12,5 uW/cm2 (Empa 2024), ~260 uW bei optimierter Rezeptur
Spannung: 0,3–0,6 V OCV | Kosten: 0,15 EUR
Problem: O2-Starvation ab 5 cm Bodentiefe — 8,7% Viabilitaet bei 10 cm (Monte Carlo). Lebensdauer ~1-7 Tage im Boden.
Konzept: Pilz-Pressling + PTFE-Roehre (ID 3 mm) von Kathode zur Bodenoberflaeche
Leistung @ 10 cm: ~640 uW (O2 12% an Kathode via Ficksche Diffusion)
Lebensdauer: ~365 Tage | Kosten: +0,045 EUR (Roehre + Dichtung)
Tiefen: 2 cm (957 uW) → 10 cm (640 uW) → 30 cm (265 uW). Funktioniert bis 30 cm.
Chemie: Mg → Mg2+ + 2e- (Anode) | O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- (Kathode)
Leistung: Oberflaeche ~500 uW | Tief (>5 cm) ~80 uW (Wasserreduktion, O2-unabhaengig)
Spannung: 0,6–1,6 V | Kosten: 0,19 EUR | Lebensdauer: 20-200 Tage
Vorteil: Funktioniert in jeder Tiefe, kein Enzym-Degradation, BQ25570-kompatibel (0,3 V Start).
Konzept: Keine Batterie. Sensor wird nur beim NFC-Read vom Reader versorgt (~15-30 mW).
Lebensdauer: Unbegrenzt (keine Entladung) | Kosten: 0 EUR zusatzlich
Einschraenkung: Kein autonomes Logging — Messung nur bei Reader-Praesenz (2-5 cm).
Pfad A gewaehlt wenn: Power > 12 uW, Lebensdauer > 7 Tage, Bio-Abbau > 80 % (EN 13432), Kosten < 1 EUR. Pfad B gewaehlt wenn: Power > 50 uW, Kosten < 0,50 EUR. Beide Pfade → Hybrid-Angebot. Keiner → Pivot auf Passive NFC.
Aktuell: TRL 2. Simulation und Design abgeschlossen. Naechster Schritt: experimentelle Validierung (Laborzugang + mykologischer Co-Founder).
MykoVolt zielt auf den Einsatz in der Precision Agriculture — dort, wo konventionelle Energieversorgung zu teuer oder nicht verfügbar ist.
Kompostierbarer Bio-Pellet (50 mm, CNF-Geruest mit Pilz-Enzymen) wird in den Boden eingebracht.
Mikroorganismen metabolisieren Glucose im Substrat. Laccase (T. pubescens) katalysiert Elektronentransfer an der Kathode.
BQ25570 lädt Superkondensator aus 0,3–0,6 V MFC-Spannung. DevKit misst Bodenfeuchte alle 15 Min. — 15 Tage ohne externe Energie.
Smartphone oder Handheld-Lesegerät liest Messdaten per NFC (2–5 cm). Kein Batteriewechsel, kein Kabel.
MykoVolt befindet sich in der aktiven R&D-Phase. DevKit v0.1 ist designt, Firmware und Test-Fixture werden weiterentwickelt.
56 Bauteile, 30 x 20 mm, ENIG-Oberflaeche. JLCPCB-fertigbar. Hardware: CERN-OHL-P v2.
I2C-Treiber fuer 4 Peripheriegeraete, STOP-Modus Sleep, FRAM Ringpuffer, ADC-Messung. 95 pytest Tests.
V_OC-Tracking, I/V-Sweep, Langzeittest. Strom-/Spannungs-/Leistungscharakterisierung beliebiger Zellformfaktoren.
Bayesian Optimization, Monte Carlo, Degradationsmodell. Power-Simulation validiert 37 Tage Lebensdauer bei typischem Betrieb.