MykoVolt entwickelt mikrobielle Brennstoffzellen für dezentrale Energiegewinnung aus organischem Abfall.
MFC-Bio-Batterien nutzen die natürlichen Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen, 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 während des Betriebszyklus.
Produzierbar mit Standard-Bio-Lab-Equipment. Keine Seltenen Erden, keine toxischen Chemikalien, CO₂-neutraler Betrieb.
30 × 20 mm NFC-Datenlogger, betrieben von einer pilzbasierten Bio-Batterie. Kompostierbar, wartungsfrei, für vergängliche Einsätze in der Präzisionslandwirtschaft.
ARM Cortex-M0+, 16 KB Flash, 2 KB RAM. Bare-Metal-Firmware in C. 1,8 µA 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 µW. Superkondensator (100 mF) als Puffer.
ISO 15693, 4 KB EEPROM, 2–5 cm Reichweite. Bidirektionale I²C-Brücke zum MCU. Smartphone liest Daten — kein kabelloses Protokoll nötig.
4-Kanal kapazitiver Sensor (±0,1 fF Auflösung). Interdigitale Elektroden auf PCB-Rückseite messen Bodenfeuchte direkt am Einsatzort.
MCU im STOP-Modus (1,8 µA). RTC läuft weiter (150 nA). Superkondensator liefert Energie.
MCU erwacht in 5 µs (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 nähert sich → MCU wacht auf, kopiert FRAM-Daten ins NFC-EEPROM. ISO 15693 Standard-Auslesung.
Vier Zelltypen werden evaluiert — jeder mit eigenen Stärken bei Leistung, Lebensdauer und Einbettungstiefe. Die Dual-Path-Strategie kombiniert Pilz-MFC und Mg-Air für maximale Zuverlässigkeit.
Chemie: S. cerevisiae Anode + T. pubescens Laccase-Kathode (CNF-Gerüst, Bilayer)
Leistung: 12,5 µW/cm² (Empa 2024), bis ~260 µW Simulationsziel (Bayesian Optimization)
Spannung: 0,3–0,6 V OCV | Kosten: 0,15 EUR
Problem: O₂-Starvation ab 5 cm Bodentiefe — 8,7 % Viabilität bei 10 cm (Monte Carlo). Mittlere Lebensdauer ~6 Tage, Median ~1 Tag.
Konzept: Pilz-Pressling + PTFE-Röhre (ID 3 mm) von Kathode zur Bodenoberfläche
Leistung @ 10 cm: ~640 µW (O₂ 12 % an Kathode via Fickscher Diffusion, simuliert)
Lebensdauer: ~365 Tage (simuliert) | Kosten: +0,045 EUR (Röhre + Dichtung)
Tiefen: 2 cm (957 µW) → 10 cm (640 µW) → 30 cm (265 µW). Funktionsfähig bis 30 cm.
Chemie: Mg → Mg²⁺ + 2e⁻ (Anode) | O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ (Kathode)
Leistung: Oberfläche ~500 µW | Tief (>5 cm) ~80 µW (Wasserreduktion, O₂-unabhängig)
Spannung: 0,6–1,6 V | Kosten: 0,19 EUR | Lebensdauer: 20–200 Tage
Vorteil: Funktioniert in jeder Tiefe, keine 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 zusätzlich
Einschränkung: Kein autonomes Logging — Messung nur bei Reader-Präsenz (2–5 cm).
Pfad A gewählt wenn: Power > 12 µW, Lebensdauer > 7 Tage, Bio-Abbau > 80 % (EN 13432), Kosten < 1 EUR. Pfad B gewählt wenn: Power > 50 µW, Kosten < 0,50 EUR. Beide Pfade → Hybrid-Angebot. Keiner → Pivot auf Passive NFC.
Aktuell: TRL 2. Simulation und Design abgeschlossen. Nächster 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-Gerüst 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. — FRAM puffert ~15 Tage Messdaten.
Smartphone oder Handheld-Lesegerät liest Messdaten per NFC (2–5 cm). Kein Batteriewechsel, kein Kabel.
Die besten Technologien sind die, die man vergisst, weil sie spurlos verschwinden.
Ein Bauarbeiter wirft einen Pressling in den frischen Beton. 28 Tage später kommt ein Prüfer mit einem NFC-Handheld und liest ab: Hydratation 94 %, Max-Temp 67 °C, Rissrisiko niedrig. Dann verrottet der Sensor im Beton. Niemand muss ihn herausschneiden. Niemand muss sich erinnern, wo er sitzt.
Nach einem Hochwasser wirft eine Drohne 500 Sensoren übers Überschwemmungsgebiet. Jeder loggt Feuchtigkeit und Temperatur. Zwei Wochen später läuft ein Mitarbeiter mit einem NFC-Stab durch das Gebiet und liest 500 Datenpunkte — ohne ein einziges Kabel gelegt zu haben. Die Sensoren? Vergangen. Vom Boden aufgenommen.
Carbon-Credit-Audit. Ein Auditor kommt auf die Farm — nicht mit Bohrgeräten, sondern mit einem NFC-Handheld. Er liest 200 Sensoren ab, die seit 6 Monaten im Boden liegen. Jeder hat Temperatur-Korrelation, Feuchtigkeitsverlauf, einen Hash im FRAM. Tamper-resistant durch Physik: man kann nicht manipulieren, was im Boden vergraben ist. Die Sensoren werden zu Humus.
Ein Verbandsmaterial mit kompostierbarem Sensor. pH-Wert steigt — Infektion. Der Patient hält sein Handy an den Verband. Die App sagt: pH 7,8, aerobische Infektion wahrscheinlich, Arztbesuch empfohlen. Der alte Verband kommt auf den Kompost. Medizin, die nicht zum Müll wird.
In einer Galerie stehen gläserne Kolonnen. Darin: Presslinge in verschiedenen Substraten — Kaffeesatz, Bierhefe, Kompost, Sand. An jeder Kolonne ein NFC-Reader. Besucher tippen ihr Handy an und sehen die Leistung in Echtzeit. Ein Pressling stirbt während der Ausstellung. Die Besucher sehen den Leistungsabfall. Eine Installation über Vergänglichkeit und Energiewandlung.
Alles IoT will verbinden, in der Cloud sein, Updates erhalten, ewig leben. MykoVolt ist das Gegenteil. Du setzt es aus, es arbeitet, es verrottet. Nicht Reduce, Reuse, Recycle — sondern eine neue Kategorie: Technologien, die ihre eigene Existenz auflösen. Wie ein Herbstblatt, das einen Moment funktioniert und dann den Boden nährt, aus dem das nächste wachsen wird.
MykoVolt befindet sich in der aktiven R&D-Phase. DevKit v0.1 ist designt, Firmware und Test-Fixture werden weiterentwickelt.
56 Bauteile, 30 × 20 mm, ENIG-Oberfläche. JLCPCB-fertigbar. Hardware: CERN-OHL-P v2.
I²C-Treiber für 4 Peripheriegeräte, 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 (Air-Chimney).
Pilzstamm-Selektion, Pressling-Rezeptur, Enzym-Kinetik. Laborzugang erwünscht.
PCB-Layout, Low-Power-Design, EMV. Erfahrung mit STM32 und Mixed-Signal hilfreich.
Bare-Metal ARM Cortex-M, I²C/SPI-Treiber, Energiesparmodi. C, kein HAL.
Kontakt: mykovolt@tobias-weiss.org