طوّر باحثون في الأكاديمية الصينية للعلوم نوعا جديدا من بطاريات التدفق المصنوعة بالكامل من الحديد، في خطوة قد تغيّر مستقبل تخزين الطاقة على نطاق واسع. تعتمد هذه التقنية على إلكتروليت سائل يُخزَّن في خزانات خارجية ويتم ضخه داخل خلية كهروكيميائية عند الشحن أو التفريغ، ما يجعل سعتها مرتبطة بحجم الخزان وليس بحجم الخلية نفسها، وهو ما يمنحها ميزة كبيرة في تخزين الطاقة على مستوى الشبكات الكهربائية.

وبحسب النتائج الأولية، تمكن الفريق من تطوير إلكتروليت قائم على الحديد قادر على العمل لأكثر من 6000 دورة شحن وتفريغ دون تدهور ملحوظ في الأداء، وهو ما يمثل تحسنًا مهمًا في عمر البطارية واستقرارها مقارنة بتقنيات سابقة كانت تعاني من فقدان تدريجي في الكفاءة.

أحد أبرز التحديات التي واجهت بطاريات التدفق الحديدية سابقًا هو إنتاج غاز الهيدروجين عند القطب السالب، مما يؤدي إلى استهلاك المادة الفعالة وتقليل العمر التشغيلي للبطارية. إلا أن التركيبة الجديدة للإلكتروليت يبدو أنها تقلل هذا التفاعل الجانبي بشكل كبير، ما يعزز من استقرار النظام على المدى الطويل.

الميزة الاقتصادية لهذه التقنية لا تقل أهمية عن أدائها، إذ تشير التقديرات إلى أن تكلفة المواد الخام المستخدمة في هذا النوع من البطاريات أقل بنحو 80 مرة مقارنة بمواد بطاريات الليثيوم. ويعود ذلك إلى أن الحديد متوفر بكثرة ورخيص الثمن مقارنة بالليثيوم الذي يخضع لتقلبات سعرية كبيرة في الأسواق العالمية وفقا لصحيفة "صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست".

ورغم هذا التفوق النظري، فإن التحدي الحقيقي يكمن في تكلفة النظام الكامل، بما في ذلك المضخات والأغشية والمكونات الكهربائية، وهي عناصر قد تقلل من الفارق الفعلي في السعر عند التطبيق الصناعي.

حاليًا، تُهيمن بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LFP) على سوق التخزين الكهربائي بفضل انخفاض تكلفتها وكفاءتها العالية، لكن بطاريات التدفق الحديدي قد تجد مكانها في مشاريع التخزين طويلة الأمد وعلى نطاق الشبكات، خاصة في التطبيقات التي تحتاج إلى سعة ضخمة بدلاً من كثافة طاقة عالية.

حتى الآن، لم تُعلن الأكاديمية عن مشاريع تجارية أو تجارب واسعة النطاق، إذ لا تزال النتائج محصورة في المختبر. ويبقى التحدي الأكبر هو تحويل هذا الإنجاز العلمي إلى تقنية قابلة للاستخدام الصناعي على نطاق واسع، مع ضمان استقرار الأداء في الظروف الواقعية.

إذا نجحت هذه التقنية في اجتياز اختبارات التوسع، فقد تمثل خطوة مهمة نحو توفير بدائل أكثر استدامة وأقل تكلفة لتخزين الطاقة في المستقبل، مع إمكانية إحداث تحول كبير في قطاع الطاقة العالمي.