Die Nutzung von Energie aus regenerativen Quellen ist stark an schwankende Umwelteinflüsse gebunden. Eine zeitgleiche Entwicklung von geeigneten Energiespeichern ist daher ein Schlüsselelement zur Energiewende, da ein zeitweiliger Überschuss an wertvoller Energie nutzbar bleibt. Redox-Flow-Batterien (RFB) bilden eine flexible Option der Energiewandlung und -speicherung mit rasant wachsenden Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Durch die Trennung der Kapazität des in externen Tanks gelagerten Elektrolyten von der Leistung, die aus der Anzahl und der Performance der elektrisch zu „Stacks“ verschalteten Zellen resultiert, können variabel skalierbare Speichersysteme im Bereich von kW/kWh bis MW/MWh realisiert werden. Neben dem etablierten Vanadium-Elektrolyten (VRFB), welcher eine hohe Marktdurchdringung aufweist, erreichen in jüngster Vergangenheit alternative und zum Teil organische Elektrolyte die Marktreife.
Unabhängig vom verwendeten Elektrolyten verbindet kommerzielle Systeme die planare Bauform der Zellen. Ihre Geometrie birgt jedoch einige Herausforderungen, wie einen bezogen auf die Zellleistung hohen Produktionsaufwand, große Dichtlängen oder ionische Verlustströme in den Reihenschaltungen der Stacks.
Diese Probleme könnten durch den Einsatz von durch Extrusion hergestellten, tubulären Zellen und entsprechenden Systemen gelöst werden. Das BMWK-Verbund-Projekt StaTuR der HAW Hamburg mit externen Partnern belegte erfolgreich deren Machbarkeit. Das X-Energy Teilvorhaben TuRoX setzt auf der Partnerschaft auf und entwickelt tubuläre Redox-Flow-Zellen und -Stacks mit dem Ziel eines höheren Technologiereifegrades weiter. Über ein modellbasiertes Design sollen Zuliefer-Komponenten der Partner und externer Auftragnehmer zu marktnäheren Redox-Flow-Stacks für das Vanadium-Elektrolyt aggregiert und die Übertragbarkeit des oben beschriebenen Ansatzes am Beispiel eines alternativen, organischen Elektrolyten bewertet werden.
