Eine Redox-Batterie, auch Redox-Flow-Batterie genannt, ist ein Batterietyp, der durch den Einsatz extern gespeicherter, elektrisch leitfähiger chemischer Substanzen, sogenannter Elektrolyte, chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Redox bezieht sich auf eine Oxidations-Reduktions-Reaktion, die eine chemische Reaktion ist, bei der die Atome oder Moleküle eines Stoffes Elektronen verlieren oder oxidiert werden und die eines anderen Elektronen aufnehmen oder reduziert werden. Diese Bewegung geladener Teilchen erzeugt einen elektrischen Strom. Dieser Strom wird erzeugt, wenn die Elektrolyte aus den Vorratstanks, in denen sie gespeichert sind, in einen Stapel gepumpt werden, wo sie zusammen eine chemische Oxidations-Reduktions-Reaktion erzeugen, die nützlichen elektrischen Strom erzeugt.
Redox-Batterien funktionieren ähnlich wie herkömmliche Haushaltsbatterien. Im Gegensatz zu einem Akku, der in einem Handy oder einem Wecker verwendet wird, ist ein Redox-Akku nicht kompakt in einem einzigen Gerät untergebracht. Sein negativ geladener Elektrolyt wird in einem externen Tank gelagert und sein positiv geladener Elektrolyt wird separat in einem anderen externen Tank gelagert. Während diese Elektrolyte getrennt sind, findet kein Elektronenaustausch zwischen ihnen statt. Wenn Strom benötigt wird, werden die Elektrolyte in eine als Stack bezeichnete Einheit gepumpt, wo eine Oxidations-Reduktions-Reaktion stattfindet, bei der Elektronen zwischen ihnen ausgetauscht werden, wodurch ein elektrischer Strom erzeugt wird.
Die Verwendung von Redox-Batterien in bestimmten Anwendungen bietet gegenüber anderen Batterietypen eine Reihe von Vorteilen. Ein großer Vorteil ist, dass eine Redox-Batterie sehr viel Energie speichern kann, typischerweise von einigen Kilowatt bis zu einigen Megawatt, abhängig von der verfügbaren Elektrolytmenge. Redox-Batterien können aus ungiftigen Stoffen hergestellt werden und setzen bei ihrem Betrieb keine umweltgefährdenden Stoffe frei. Außerdem haben sie eine lange Lebensdauer, sind wartungsarm und relativ schnell wiederaufladbar.
Auf der anderen Seite benötigt eine Redoxbatterie für die von ihr erzeugte Energiemenge ein relativ großes Volumen an Elektrolyten, was sie für die Stromerzeugung im kleinen Maßstab oder für den Einsatz in tragbaren Anwendungen unpraktisch macht. Ein weiterer Nachteil ist der aufwendige Hardwareaufbau einer Redoxbatterie. Es erfordert solche Geräte wie Tanks, Pumpen, um die Elektrolyte in den Stapel zu befördern, Steuersysteme zur Regulierung des Elektrolytflusses und mehr. Aus diesen Gründen werden Redox-Batterien am häufigsten in großen Anwendungen oder abgelegenen, netzfernen Standorten verwendet, an denen große Mengen an Energie benötigt werden.
Eine Redox-Batterie kann beispielsweise eine entfernte Mobilfunkstation mit Strom versorgen, wo Strom aus dem Netz nicht verfügbar ist und eine häufige Wartung teuer wäre. Eine weitere Anwendung, für die sich Redox-Batterien gut eignen, ist der Ausgleich der verfügbaren Strommenge aus Solar- oder Windkraftanlagen. Sonnenenergie wird erzeugt, wenn die Sonne scheint; Windenergie wird erzeugt, wenn der Wind weht. Die Energieproduktion aus einer dieser Quellen kann dramatisch sinken, da ungünstige Wetteränderungen zu unerwünschten Einbrüchen in der Energieverfügbarkeit führen. Eine Redox-Batterie kann verwendet werden, um überschüssigen Strom bei der Produktion zu speichern und später den verfügbaren Strom auszugleichen, wenn Wetteränderungen die Solar- oder Windenergieproduktion verringern.