دورة الحديد إلى الصدأ التي استغلها العلماء للنقل الآمن للطاقة المتجددة
يشير الباحثون في معهد كارلسروه للتكنولوجيا في ألمانيا (KIT) إلى أن الحديد يمكن أن يكون بمثابة مادة فعالة لتخزين الطاقة الكيميائية. قام الفريق بدراسة عملية دورية محايدة للكربون، حيث يعمل مسحوق الحديد كحامل طاقة قابل للنقل. وسواء كان الحديد يلتقط الرياح من الشواطئ الساحلية أو الطاقة الشمسية من الصحاري الشاسعة، فيمكن أن يعمل كحامل طاقة متنقل لفتح الوصول العالمي إلى هذه المصادر المتجددة. وقالت جوليا شولر من معهد KIT للإنتاج الصناعي (IIP): “يعمل هذا في دورة لا ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون أو مواد ضارة بالبيئة”. حلقة الطاقة الحديدية أحد تحديات الطاقة النظيفة هو نقل وتخزين كميات هائلة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لمسافات طويلة. لطالما اعتبر الهيدروجين الحل لهذه المشكلة. لكنها أثبتت أنها غير عملية إلى حد كبير بسبب الصعوبات الشديدة في التعامل معها والحاجة إلى بنية تحتية باهظة الثمن. ووفقا للدراسة الجديدة، يمكن أن يكون مسحوق الحديد المسحوق بمثابة مادة تخزين طاقة نظيفة عالية الكفاءة وقابلة لإعادة التدوير. تخلق هذه العملية الدورية وسيلة تخزين مستقرة للغاية عن طريق حرق مسحوق الحديد لتوليد الكهرباء ثم استخدام الطاقة المتجددة لتحويل الصدأ الناتج إلى حديد مرة أخرى. يتحول هذا المفهوم إلى حلقة كيميائية بسيطة وجميلة. عند احتراق مسحوق الحديد، تنطلق حرارة شديدة ويتحول إلى أكسيد الحديد. وبعبارة أخرى، فإنه يصدأ. ولإعادة ضبطه، يستخدم العلماء الهيدروجين الأخضر المتولد من الطاقة المتجددة الزائدة لتجريد الأكسجين، مما يقلل الصدأ مرة أخرى إلى مسحوق الحديد النقي. لا يهرب ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي. تتكرر الدورة ببساطة. ما يجعل الحديد مدمرًا بشكل خاص هو كيفية تصرفه في الفرن. وأوضح شولر من معهد KIT للإنتاج الصناعي: “عندما يحترق مسحوق الحديد، فإنه يتصرف مثل الفحم إلى حد كبير”. ونظرًا لأنه يحترق بشكل مشابه للوقود الأحفوري، فلن تحتاج شركات الطاقة العملاقة إلى إعادة بناء بنيتها التحتية من الصفر. ولن يحتاج المهندسون إلا إلى تعديل مولد الحرارة الموجود في محطات الطاقة العاملة بالفحم. ومن الممكن الحفاظ بشكل كامل على المكونات الباهظة الثمن الموجودة بالفعل، مثل الدورات البخارية، والتوربينات الضخمة، والمولدات الثقيلة، واتصالات الشبكة المحلية. دعم تخزين الهيدروجين باستخدام نموذج نظام طاقة متقدم يسمى PERSEUS، قام فريق KIT بمحاكاة التطور الأمثل للشبكة الأوروبية حتى عام 2050. وقد تم وضع النظام المقترح وجهاً لوجه مع تخزين الهيدروجين. وأظهرت النتائج أن الحديد لن يقتل اقتصاد الهيدروجين، لكنه سيوفره. وفي حين أن غاز الهيدروجين هو الأنسب للطاقة سريعة المفعول والشبكات المحلية، فإن اعتماده على خطوط أنابيب الضغط العالي والكهوف العميقة يجعل النقل العالمي معقدا وخطيرا للغاية. في المقابل، يعد مسحوق الحديد بمثابة بديل آمن وسهل النقل للتخزين الموسمي طويل الأجل، ولا يتطلب سوى مستودعات قياسية وحاويات شحن للتوزيع العالمي. مسحوق الحديد كثيف ومستقر للغاية بحيث يمكن تكديسه في سفن الشحن القياسية ونقله عالميًا دون أي استثمارات في البنية التحتية تقريبًا. ويمكن أن تكون هذه الاستراتيجية بمثابة شريان حياة لدول مثل ألمانيا. ويمكن استخدام الحديد لسد فجوات الطاقة الموسمية. عندما تتوقف الرياح عن الهبوب وتغرب الشمس لأسابيع في كل مرة، يمكن لمحطات الطاقة الحديدية المعدلة أن تتدخل لإبقاء الأضواء مضاءة. إنها إشارة اقتصادية مشجعة. في كل السيناريوهات التي صاغها الباحثون، ظهرت الطاقة التي تعمل بالحديد كعنصر حيوي في أرخص مسار ممكن لتحقيق الحياد المناخي.
تم النشر: 2026-07-09 10:20:00
