HEIONTEC

In Folge 5 der 20. Staffel „Die Höhle der Löwen“ (DHDL) wird HEIONTEC vorgestellt – eine Technologie für Strom aus Umgebungswärme, die vor allem Sensoren und andere Geräte mit sehr geringem Energiebedarf versorgen soll. Die sogenannten TEC-G-Zellen wandeln Umgebungswärme über einen reversiblen thermo-elektro-chemischen Prozess in elektrische Energie um und benötigen dafür nach Angaben des Unternehmens weder Licht noch Bewegung oder ein dauerhaftes Temperaturgefälle. Strom aus Umgebungswärme könnte dadurch insbesondere dort interessant werden, wo klassische Batterien regelmäßig gewechselt oder Kabel aufwendig verlegt werden müssten.

Die Gründer

Hinter dem DHDL-Auftritt von HEIONTEC stehen Andreas Heine, Anton Ledwon, Dr. Frank Schneider und Waldemar Lewtschenko. Andreas Heine ist Gründer und Geschäftsführer der HEIONIT GmbH und bringt mehr als 25 Jahre Erfahrung in Marketing und PR sowie Erfahrung als Investor und Seriengründer mit. Waldemar Lewtschenko gilt als Erfinder der TEC-G-Zelle und verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung in Ingenieurwesen und Energie, während Anton Ledwon als Diplom-Ingenieur die technische Entwicklung und Überführung wissenschaftlicher Erkenntnisse in Prototypen verantwortet. Dr. Frank Schneider ist promovierter Chemiker, Patentanwalt und Chief Scientific Officer mit Schwerpunkten in physikalischer Chemie, Materialwissenschaft und gewerblichem Rechtsschutz.

Die Grundlage für Strom aus Umgebungswärme entstand aus experimentellen Arbeiten von Waldemar Lewtschenko. Nach Angaben der DHDL-Kandidaten-Seite wurde 2022 ein Effekt beobachtet, aus dem später das Konzept der thermo-elektro-chemischen Generatorzelle hervorging. 2023 folgte die erste Patentanmeldung, 2024 eine weitere. In den folgenden Jahren wurde das Team um Fachleute aus Elektrochemie, Materialforschung, Elektronik und Unternehmensentwicklung erweitert.

HEIONTEC wird unter dem Dach der HEIONIT GmbH mit Sitz in Siblin in Schleswig-Holstein entwickelt. Das Unternehmen betreibt zusätzlich ein Labor in Lohmar in Nordrhein-Westfalen und arbeitet mit wissenschaftlichen sowie industriellen Partnern zusammen. Ziel ist es, Strom aus Umgebungswärme langfristig für wartungsarme Sensoren und vernetzte Systeme nutzbar zu machen und die Technologie schrittweise von Prototypen in industrielle Anwendungen zu überführen.

Strom aus Umgebungswärme

HEIONTEC entwickelt sogenannte thermo-elektro-chemische Generatorzellen, kurz TEC-G-Zellen. Diese sollen Strom aus Umgebungswärme erzeugen, ohne dass dafür wie bei klassischen thermoelektrischen Generatoren dauerhaft eine heiße und eine kalte Seite vorhanden sein müssen. Die Technologie ist insbesondere für Anwendungen mit niedrigem durchschnittlichem Energiebedarf vorgesehen, beispielsweise drahtlose Sensoren in Gebäuden, Industrieanlagen oder Infrastruktur-Systemen.

Eine TEC-G-Zelle besteht aus zwei Elektroden und einem von HEIONTEC entwickelten Elektrolyten. Wird ein Verbraucher angeschlossen und der äußere Stromkreis geschlossen, läuft innerhalb der Zelle ein elektrochemischer Prozess ab. Elektronen bewegen sich durch den Verbraucher zur positiven Elektrode, während innerhalb der Zelle Ionen wandern. Dabei wird elektrische Energie bereitgestellt und die Zelle kühlt sich ab.

Nach der Entladung nimmt die Zelle anschließend wieder Wärme aus ihrer Umgebung auf und nähert sich ihrem ursprünglichen Zustand an. Damit basiert Strom aus Umgebungswärme bei HEIONTEC auf einem wiederkehrenden Zyklus aus Energiebereitstellung und thermischer Regeneration. Das Unternehmen weist ausdrücklich darauf hin, dass dabei keine Energie aus dem Nichts entsteht, sondern Umgebungswärme als thermische Triebkraft für den reversiblen elektrochemischen Prozess genutzt wird.

Ein wesentlicher Unterschied zu anderen Energy-Harvesting-Technologien liegt darin, dass die TEC-G-Zellen nicht zwingend auf Sonnenlicht, Bewegung oder ein dauerhaftes Temperaturgefälle angewiesen sein sollen. Strom aus Umgebungswärme könnte deshalb auch an dunklen, unbewegten oder vollständig gekapselten Einsatzorten genutzt werden. Besonders relevant sind nach Angaben von HEIONTEC Geräte, die über lange Zeiträume nur sehr wenig Energie benötigen und lediglich für einzelne Messungen oder Datenübertragungen kurzfristig höhere Leistung abrufen.

Für solche kurzfristigen Leistungsspitzen soll die erzeugte Energie zunächst über Leistungselektronik und Zwischenspeicher gesammelt werden. Sobald beispielsweise ein Sensor eine Messung durchführen oder Daten drahtlos senden muss, steht die zuvor gespeicherte Energie zur Verfügung. Strom aus Umgebungswärme wird damit nicht als Ersatz für jede klassische Stromversorgung entwickelt, sondern gezielt für sogenannte Ultra-Low-Power-Anwendungen.

Als mögliche Einsatzbereiche nennt HEIONTEC unter anderem Raumklima- und Belegungssensoren in Gebäuden, Sensorik zur Zustandsüberwachung von Maschinen, Messsysteme in Versorgungsnetzen sowie weitere IoT-Anwendungen. Gerade bei sehr vielen räumlich verteilten Sensoren können regelmäßige Batteriewechsel erhebliche Wartungs- und Personalkosten verursachen. Strom aus Umgebungswärme soll diese Abhängigkeit von Batterien perspektivisch reduzieren.

Der aktuelle Entwicklungsfokus liegt auf Zellen im sogenannten Pouch-Format. Diese flachen Zellgehäuse ermöglichen es, Größe und Materialmenge an unterschiedliche Energiebedarfe und Einbauräume anzupassen. Damit soll Strom aus Umgebungswärme möglichst einfach in bestehende Sensor- und Elektroniksysteme integriert werden können.

Zur wissenschaftlichen Überprüfung der Technologie arbeitet HEIONTEC unter anderem mit der Hochschule Düsseldorf zusammen. Dort wurden die elektrischen Eigenschaften der Zellen in einer unabhängigen Messreihe untersucht. Nach Angaben der Hochschule beziehungsweise des Unternehmens verhielten sich die untersuchten Zellen entsprechend der Charakteristik thermo-elektro-chemischer Generatorzellen. Die Kooperation soll unter anderem in einen dauerhaft nutzbaren Demonstrator für Strom aus Umgebungswärme münden.

Parallel zur Forschung arbeitet HEIONTEC an der Industrialisierung. Mit der Celtrix GmbH besteht eine strategische Partnerschaft zur Entwicklung reproduzierbarer Zellprototypen und späterer Fertigungsprozesse. Seit der Aufzeichnung von „Die Höhle der Löwen“ wurden außerdem weitere Forschungs- und Industriekooperationen aufgebaut und zusätzliche Finanzierung eingeworben.

• TEC-G-Zellen zur Gewinnung von Strom aus Umgebungswärme
• Reversibler thermo-elektro-chemischer Prozess
• Kein dauerhaftes externes Temperaturgefälle erforderlich
• Unabhängig von Licht und Bewegung
• Zwei Elektroden und speziell entwickelter Elektrolyt
• Zelle kühlt sich während der Energiebereitstellung ab
• Regeneration durch erneute Aufnahme von Umgebungswärme
• Vor allem für Ultra-Low-Power-Sensoren vorgesehen
• Zwischenspeicher können kurzfristige Leistungsspitzen abfangen
• Integration in Sensor- und IoT-Systeme vorgesehen
• Aktueller Entwicklungsfokus auf flexible Pouch-Zellen
• Unabhängige Messungen durch die Hochschule Düsseldorf
• Industrialisierung gemeinsam mit Forschungs- und Fertigungspartnern

Strom aus Umgebungswärme befindet sich bei HEIONTEC noch auf dem Weg zur breiten industriellen Anwendung. Entscheidend wird sein, ob sich die TEC-G-Zellen dauerhaft reproduzierbar herstellen lassen, über lange Zeit stabile Leistungswerte liefern und wirtschaftlich in bestehende Systeme integriert werden können. Das Unternehmen selbst konzentriert sich deshalb derzeit auf technische Validierung, reproduzierbare Fertigungsprozesse, erste Systemintegrationen und Pilotprojekte mit Industriepartnern.

Gleichzeitig hat die Technologie bereits mehrere Entwicklungsschritte hinter sich. HEIONTEC wurde 2026 mit dem Innovationspreis der Lübecker Wirtschaft ausgezeichnet und gehört zu den Gewinnern des schleswig-holsteinischen Überflieger-Wettbewerbs. Diese Auszeichnungen ersetzen zwar keinen Nachweis einer späteren industriellen Wirtschaftlichkeit, zeigen aber die zunehmende Aufmerksamkeit, die Strom aus Umgebungswärme im Deep-Tech-Umfeld erhält.

Für die weitere Entwicklung von HEIONTEC suchen Andreas Heine, Anton Ledwon, Dr. Frank Schneider und Waldemar Lewtschenko in „Die Höhle der Löwen“ ein Investment von 250.000 Euro und bieten dafür lediglich 2,5 Prozent der Firmenanteile an. Rechnerisch entspricht das einer Unternehmensbewertung von zehn Millionen Euro nach dem Investment und sorgt bei den Löwen entsprechend für Diskussionen. Kann Strom aus Umgebungswärme die Investoren trotz der hohen Bewertung davon überzeugen, dass sich der aufwendige Weg vom Deep-Tech-Prototypen zur industriellen Anwendung lohnt?