Redox-Flow-Batterien als Schlüssel für die Energiewende?
Interview zum Tag der Batterie am 18. Februar 2026
18. Februar 2026 – Redox-Flow-Batterien gelten als vielversprechende Technologie für die Speicherung erneuerbarer Energien. Doch was genau steckt dahinter – und warum rücken sie gerade jetzt wieder stärker in den Fokus? Zum Tag der Batterie am 18. Februar 2026 haben wir mit Dr. Mariano Grünebaum vom Helmholtz-Institut Münster (HI MS) des Forschungszentrums Jülich gesprochen.
Was ist eine Redox-Flow-Batterie und worin unterscheidet sie sich von der Lithium-Ionen-Technologie?
Eine Redox-Flow-Batterie speichert Energie in flüssigen Elektrolyten, die in externen Tanks gelagert werden. Beim Betrieb werden diese Flüssigkeiten durch einen sogenannten Reaktor oder „Stack“ gepumpt, in dem die elektrochemische Reaktion stattfindet.
Der entscheidende Unterschied zu Lithium-Ionen-Batterien: Bei Redox-Flow-Systemen lassen sich Energie und Leistung getrennt skalieren. Die Energiemenge hängt vor allem von der Tankgröße ab, während die Leistung durch die Größe des Stacks bestimmt wird. Bei Lithium-Ionen-Batterien hingegen sind Energie und Leistung fest in einer Zelle gekoppelt – mehr Kapazität bedeutet meist einfach mehr Zellen oder Module.
Für welche Anwendungen sind Redox-Flow-Batterien besonders geeignet?
Redox-Flow-Batterien eignen sich vor allem für stationäre Großspeicher, also Anlagen, die Energie über mehrere Stunden bereitstellen sollen. Sie sind robust, langlebig und gelten als besonders sicher. Damit können sie helfen, Wind- und Solarstrom netzdienlich zu speichern – also überschüssige Energie aufzunehmen und bei Bedarf wieder ins Netz einzuspeisen.
Welche Forschungsfragen stehen im Mittelpunkt eurer Arbeit?
Am Helmholtz-Institut Münster arbeiten wir unter anderem an all-organischen Redox-Flow-Batterien sowie an zinkbasierten Systemen, zum Beispiel sogenannten Zn-Flow-Ansätzen. Im Mittelpunkt stehen Fragen wie: Wie lassen sich Elektrolyte und funktionelle Additive verbessern? Wie kann man unerwünschtes „Crossover“ – also das Vermischen der Elektrolyte – reduzieren? Wie entwickeln wir reproduzierbare Testmethoden bis hin zur Umsetzung in realen Zellen?
Warum rücken Redox-Flow-Batterien gerade jetzt wieder stärker in den Fokus?
Mit dem wachsenden Anteil erneuerbarer Energien steigt der Bedarf an Speichern, die nicht nur Minuten, sondern mehrere Stunden Energie bereitstellen können. Gleichzeitig gewinnen Themen wie Sicherheit, Rohstoffverfügbarkeit und lange Lebensdauer immer mehr an Bedeutung. Genau hier können Redox-Flow-Batterien ihre Stärken ausspielen.
Gab es in den letzten Jahren besonders spannende Fortschritte?
Ja, vor allem bei neuen Elektrolytmaterialien. Organische Redoxmoleküle werden stabiler und besser löslich. Zinkbasierte Systeme zeigen Fortschritte bei der Kontrolle von Nebenreaktionen. Und auch bei Membranen passiert viel, denn sie sind oft der Schlüssel für Lebensdauer und Kosten.
Wo liegen aktuell noch die größten Herausforderungen?
Eine zentrale Herausforderung sind die Membranen, die die beiden Elektrolyte trennen. Sie müssen wie ein Filter funktionieren: Ionen sollen hindurch, damit die Batterie arbeitet. Die aktiven Materialien dürfen sich aber nicht vermischen. Sehr dichte Membranen verhindern zwar „Crossover“, erhöhen aber oft den Widerstand und senken die Effizienz. Durchlässigere Membranen verbessern die Leistung, können aber schneller zu Kapazitätsverlust führen.
Außerdem sind die Langzeitstabilität sowie bei Zinksystemen zusätzlich die Wasserstoffentwicklung und eine gleichmäßige Metallabscheidung zentrale Herausforderungen. Auch wirtschaftlich sind Systemkosten und Felderfahrung entscheidend, um den breiten Einsatz zu ermöglichen.
Wenn du dir eine Lösung wünschen könntest: Was wäre morgen idealerweise gelöst?
Ganz klar: Eine Membran, die gleichzeitig günstig, hochselektiv, widerstandsarm und extrem stabil ist. Das würde viele Probleme auf einmal entschärfen – von Kapazitätsverlust über Effizienz bis hin zu den Gesamtkosten.
Wie schneiden Redox-Flow-Batterien im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien ab?
Lithium-Ionen-Batterien sind besonders stark, wenn es kompakt sein soll, und werden häufig für Speicher im Bereich von ein bis vier Stunden genutzt. Redox-Flow-Batterien spielen ihre Vorteile aus, wenn Sicherheit, Lebensdauer und Speicherdauer über viele Stunden im Vordergrund stehen – und wenn die Kapazität flexibel über größere Tanks skaliert werden soll.
Welche Rolle spielen Rohstoffverfügbarkeit und Recycling?
Eine sehr große, denn stationäre Speicher werden in riesigen Mengen benötigt. Flow-Systeme haben den Vorteil, dass ihre aktiven Materialien flüssig sind. Sie lassen sich aufbereiten, recyceln oder durch sogenanntes „Rebalancing“ wieder ins Gleichgewicht bringen. Organische und zinkbasierte Konzepte zielen außerdem auf eine bessere Rohstoffresilienz ab.
Welches Missverständnis begegnet dir am häufigsten?
Viele denken: „Redox-Flow bedeutet automatisch Vanadium.“ Dabei gibt es zahlreiche alternative Chemien, etwa organische oder zinkbasierte Systeme. Ein weiteres Missverständnis ist: „Flow-Batterien sind langsam oder ineffizient.“ Tatsächlich hängt die Leistung stark von Stack-Design, Membran und Betriebsbedingungen ab.
Was muss passieren, damit Redox-Flow-Batterien in fünf bis zehn Jahren breiter eingesetzt werden?
Wichtig sind: Kostenreduktion durch Skalierung und Standardisierung, mehr Langzeitdaten aus der Praxis sowie verbesserte Membranen und stabilere Elektrolyte. Außerdem helfen klare Teststandards, damit Ergebnisse zwischen Laboren und Industrie vergleichbar werden.