In Zeiten der Energiewende zeichnet sich immer stärker ab, dass weniger die Erzeugung erneuerbarer Energien die große Herausforderung darstellt, als vielmehr deren Speicherung und Verteilung. Um vor allem schwankende Produktionskapazitäten auszugleichen, wäre eine dezentrale Energiespeicherung in Batterien der vermeintlich einfachste Weg. Neben den etablierten Lithium-Ionen-Batterien rücken in diesem Zusammenhang verstärkt die innovativen Redox-Flow-Batterien in den Fokus, die die elektrische Energie in flüssigen chemischen Verbindungen speichern. Leistung und Energiegehalt der Redox-Flow-Batterien stehen dabei im direkten Zusammenhang mit Membran- beziehungsweise Tankgrößen, so dass sich diese beiden Parameter unabhängig voneinander skalieren lassen. Und diese fast unbegrenzte Skalierbarkeit prädestiniert die Redox-Flow-Batterie nach Ansicht nicht weniger Fachleute zu dem Netzspeicher für die Energiewende, etwa zur Verschiebung von Sonnenenergie für den Verbrauch während der Nacht.

Dass ein Durchbruch dieser Technologie bisher nicht erfolgt sei, liege vor allem an der Schwierigkeit, sie effizient einzusetzen, erläutert Professor Thomas Leibfried vom Institut für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Während in die Steuerung von Lithium-Ionen-Batterien bereits Jahrzehnte der Entwicklung investiert wurden, befindet man sich bei der Redox-Flow-Batterie noch ganz am Anfang. Aktuell muss sie deshalb noch für jedes Anwendungsszenario baulich angepasst werden. Um das zu ändern, hat die Forschungsgruppe um Professor Leibfried ein automatisches Batterie-Management entwickelt, das zurzeit als Prototyp in einem Vanadium-Akkumulator am KIT getestet wird. Es soll sicherstellen, dass die Redox-Flow-Batterie sowohl im Lade- als auch im Entladezyklus immer an ihrem effizientesten Punkt betrieben wird, unabhängig vom Einsatzgebiet. Sobald der aktuelle Prototyp, der derzeit auch auf der HANNOVER MESSE 2018 vorgestellt wird, seine Funktionalität bewiesen hat, soll das Batterie-Management miniaturisiert werden. In einer marktreifen Version wird es dann auf einem Mikrochip Platz finden.