Wie funktioniert Redox-Flow?

Ein Redox-Flow-Batteriesystem (RFB) ist eine Art elektrochemischer Energiespeicher, der auf Redoxreaktionen (Reduktions-Oxidations-Reaktionen) basiert. Hier ist eine grundlegende Erklärung, wie es funktioniert:

1. **Elektrolyte**: Zwei flüssige Elektrolyte, die Redoxpaare enthalten, werden in separaten Tanks gespeichert. Diese Elektrolyte enthalten gelöste Ionen, die Elektronen aufnehmen oder abgeben können.

2. **Zellenstapel**: Der zentrale Teil des Systems besteht aus einem Zellenstapel, der aus mehreren elektrochemischen Zellen besteht. Jede Zelle hat zwei Halbzellen, die durch eine ionenleitende Membran getrennt sind.

3. **Pumpen**: Die Elektrolyte werden durch Pumpen aus den Tanks in die Halbzellen des Zellenstapels gepumpt.

4. **Redoxreaktionen**: In den Halbzellen finden Redoxreaktionen statt. In der einen Halbzelle wird der Elektrolyt oxidiert (gibt Elektronen ab), und in der anderen Halbzelle wird der Elektrolyt reduziert (nimmt Elektronen auf). Diese Reaktionen erzeugen oder verbrauchen elektrische Energie.

5. **Stromfluss**: Die Elektronen, die bei der Oxidation freigesetzt werden, fließen durch einen externen Stromkreis zur anderen Halbzelle, wo sie die Reduktion ermöglichen. Dieser Elektronenfluss erzeugt elektrischen Strom, der genutzt werden kann.

6. **Laden und Entladen**: Beim Laden der Batterie wird elektrische Energie zugeführt, um die Redoxreaktionen umzukehren, wodurch die Elektrolyte in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt werden. Beim Entladen wird die gespeicherte chemische Energie wieder in elektrische Energie umgewandelt.

Ein Vorteil von Redox-Flow-Batterien ist, dass die Energiespeicherkapazität unabhängig von der Leistungskapazität ist, da sie durch die Größe der Elektrolyttanks bestimmt wird. Dies macht sie besonders geeignet für Anwendungen, bei denen große Energiemengen gespeichert werden müssen, wie z.B. in der Netzstabilisierung und bei erneuerbaren Energien.