Top
Background image


منصة الحفز الكيميائي

لمحة عامة


تستخدم منصة الحفز الكيميائي في كاوست أحدث تقنيات تصميم المحفزات من خلال منهج متكامل يجمع بين الاختبارات عالية الإنتاجية والذكاء الاصطناعي. ويتيح هذا التآزر الفعال تحديد تركيبات المحفزات الكيميائية المثلى وتحسينها بسرعة، مما يختصر نطاق المكتبات الضخمة من المرشّحات إلى وصفات دقيقة عالية الأداء جاهزة للتوسّع والتطبيق الصناعي.

تعتمد تقييمات المختبر على مجموعة متنوّعة من المفاعلات، تشمل المفاعلات الدفعية والتدفقية والمُمَيَّعة بالغاز، إلى جانب أدوات شاملة للتوصيف خارج الموقع مثل الرنين المغناطيسي النووي (NMR) والتحليل الطيفي بالإلكترونات السينية (XPS) والمجهر الإلكتروني. وتوفّر هذه الإمكانات رؤى تفصيلية حول بنية المحفزالكيميائي ونشاطه واستقراره في ظروف محكومة.

توفر تقنيات التحليل الطيفي أثناء التشغيل -التي تشمل الأشعة تحت الحمراء (IR) وطيف رامان وامتصاص الأشعة السينية (EXAFS)- إمكانية المراقبة الفورية للعمليات التحفيزية، ما يكشف الظواهر السطحية الديناميكية والمسارات الآلية أثناء التشغيل. ويسهم هذا الفهم العميق في تحسين المحفزات بصورة متكررة وتعزيز أدائها.

من خلال الدمج السلس بين التصميم المعتمد على الذكاء الاصطناعي، والفحص السريع واختبار التفاعلات المتنوعة وتقنيات التحليل المتقدمة أثناء التشغيل، تتيح المنصة ابتكار حلول تحفيزية قابلة للتوسّع لتلبية احتياجات قطاعات الطاقة والبيئة والصناعة المتغيّرة. كما تجسد المنصة الرؤية الاستراتيجية لكاوست والتزامها ببناء شراكات صناعية مؤثرة، متماشية مع أهداف رؤية السعودية 2030.

البنية التحتية في المنصة


تمتد المنصة على مساحة 4,000 متر مربع، وتُستخدم كمرفق بحثي مشترك يدعم 205 باحثين من 8 أقسام رئيسية و5 أقسام فرعية. وينقسم المكان إلى أربع مناطق رئيسية، ويضم أكثر من 100 خزانة لشفط الأبخرة و300 خزانة وحجرة تهوية و75 ثلاجة و(فريزر) لضمان التعامل الآمن مع المواد وتخزينها. كما يدير المرفق نحو 27,000 مادة كيميائية مسجَّلة و270 نوعًا من الغازات الخاصة – بما في ذلك السامة والقابلة للاشتعال – وفق بروتوكولات صارمة للسلامة. ويحتوي أيضًا على أكثر من 200 من الأصول البحثية عالِية القيمة تُدار مشاركته وفقًا للتوافر واحتياجات البحث، مما يتيح الاستخدام الأمثل للمعدات المتقدمة عبر مختلف التخصصات.

Advanced Photovoltaics

KAUST Catalysis Platform

New Battery Chemistries

KAUST Catalysis Platform

Lithium Extraction and Battery Recycling

KAUST Catalysis Platform

Advanced Cooling Technologies

KAUST Catalysis Platform

Energy Storage in Chemical Fuels

KAUST Catalysis Platform

KAUST Catalysis Platform

KAUST Catalysis Platform

الأجهزة

الأجهزة عالية التأثير الداعمة للأبحاث

1. مفاعل الجريان عالِ الإنتاجية

Manufacturer: Avantium

المنشأة مجهَّزة بوحدات مفاعل تضم 4 مفاعلات أو 16 مفاعلًا صغيرًا تتيح إجراء اختبارات متزامنة لعدد 4 عينات أو 16 عينة من المواد التحفيزية، في مجموعة واسعة من التطبيقات التي تعمل في الأطوار الغازية أو البخارية أو الجريان المتقطر. وتتمكن هذه الوحدات من التعامل مع غازات مختلفة مثل الهيدروجين والنيتروجين والأرجون والأكسجين وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين، بالإضافة إلى الكحوليات والأحماض العضوية. ويمكن أن تصل درجات حرارة التفاعل حتى 900 درجة مئوية. كما جرى تزويد الوحدات بأجهزة كروماتوغرافيا غازية متصلة مباشرة بالمفاعلات (On-line GC) لسرعة الحصول على بيانات التفاعل، مثل معدل التحويل والعائد والانتقائية.

2. منصة أوتوماتيكية للتصنيع والتفاعلات الدفعية

Manufacturer: ChemSpeed

تتيح هذه المنصة المؤتمتة بالكامل دقة عالية في توزيع المواد الصلبة والسوائل وعمليات الخلط والتسخين، فضلاً عن إجراء التفاعلات الدفعية عند درجات حرارة تصل إلى 300 درجة مئوية وضغوط حتى 80 بار. كما إنها مُصمَّمة أيضًا لاختبارات التحفيز الضوئي تحت ظروف إضاءة محكمة.

3. أداة التحليل الطيفي بالإلكترونات السينية

Manufacturer: SPECS

مطيافية الإلكترونات للتحليل الكيميائي في الظروف البيئية، والتي تمكّن من إجراء التحليل الطيفي بالإلكترونات السينية (XPS) تحت ضغط قريب من الضغط الجوي للمحفزات

4. نظام الهيكل الطيفي الدقيق لامتصاص الأشعة السينية

Manufacturer: easyXAFS

يجمع نظام الهيكل الطيفي الدقيق لامتصاص الأشعة السينية عالِ الأداء بين أنبوب أشعة سينية بقدرة 1.2 كيلوواط من نوع XRD وبين بصريات وكواشف متقدمة لتوفير قياسات XANES وEXAFS سريعة وعالية الإنتاجية مثالية لأبحاث التحفيز وتخزين الطاقة. كما يمكن ترقية النظام بأنبوب على نمط XRF لتمكين قدرات مطيافية انبعاث الأشعة السينية (XES) بكفاءة.

5. نظام حيود الأشعة السينية

Manufacturer: Bruker

جهاز Bruker d8 Advance لحيود الأشعة السينية هو جهاز مصمم لتحليل عينات المساحيق بدقة عالية. يحتوي على أنبوب أشعة سينية من النحاس وعدة فتحات وفلاتر للتحكم في الشعاع وحامل دوار للعينات وكاشف حساس للمكان من نوع LynxEyeXE لالتقاط بيانات حيود الأشعة بدقة.

6. مفاعلات الجريان الغازي

Manufacturer: P&ID Engtech / Micromeretics

تُستخدم مفاعلات الجريان الثابتة الحرارة على نطاق مختبري لتقييم المحفزات ودراسة الحركية لمختلف المحفزات الصلبة في التفاعلات الغازية. وتُشغّل هذه المفاعلات عادةً تحت ظروف ديناميكية، حيث يتم تغذية المواد المتفاعلة باستمرار وجمع المنتجات بشكل مستمر للتحليل. وتُعد هذه المفاعلات أدوات أساسية لتطوير مرشحين جدد من المحفزات للعمليات الصناعية الهامة. ويمكن تشغيل جميع هذه المفاعلات ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة (من درجة حرارة الغرفة وحتى 1000 درجة مئوية) والضغوط (حتى 100 بار). وجميع هذه المفاعلات مجهزة بأجهزة كروماتوغرافيا الغاز للتحليل المستمر عبر الإنترنت.

7. مفاعل دفعي

Manufacturer: ILS, Parker, Buchi

لدينا أنظمة عالية الإنتاجية ووحدة مفاعل دفعي متعددة الاستخدامات قادرة على التعامل مع درجات حرارة تصل إلى 350 درجة مئوية وضغوط تصل إلى 120 بار. وتتيح هذه الوحدات إجراء فرز فعال وتحسين ظروف التفاعل في بيئات حرارية وضغطية صعبة.

8. صندوق القفازات

Manufacturer: Mbraun

يُستخدم حوالي 30 صندوق قفازات للتعامل مع المركبات الحساسة للهواء، وهي مملوءة بغازات خاملة. وتوفر هذه البيئة جوًا عالي النقاء، وتسمح بتحميل وتفريغ الأوعية لتحضير المركبات وتحليلها وإجراء تقييم التحفيز للمركبات شديدة التفاعل.

9. تحليلات الكروماتوغرافيا

Manufacturer: Agilent and Thermo

تشمل قدراتنا التحليلية باستخدام الكروماتوغرافيا أنظمة HPLC وUPLC وGC-MS وRGA GC، ما يوفّر دعمًا تحليليًا قويًا لمجموعة واسعة من المركبات. بالإضافة إلى ذلك، لدينا منصة مختبرية مخصصة للبتروكيماويات مجهزة لإجراء تحليلات SIMDIS وDHA، ما يتيح وصفًا دقيقًا للمواد الخام الثقيلة والمعقدة.

10. توصيف السطوح

يتمتّع مختبرنا بإمكانات متقدمة لتوصيف المواد، حيث نستخدم محللات Micromeritics ASAP 2420 و2020 لقياس مساحة السطح والمسامية وتوزيع المعادن عبر الامتصاص الفيزيائي والكيميائي. وتتم دراسة الخصائص الحرارية باستخدام طريقتي التحليل الحراري بالوزن (TGA) والمسح الحراري التفاضلي (DSC) حتى 1600 درجة مئوية. كما تُقاس أحجام الجسيمات والشحنة باستخدام جهازي Malvern ZEN 3600 وMastersizer 2000. ونطبِّق أيضًا أسلوب FTIR-pyridine لتحليل الحموضة، ونظام التحرر المبرمج حراريًا (TPD)/الأكسدة المبرمجة حراريًا (TPO) للدراسات المبرمجة حراريًا، وتقنيات طيفية أخرى لتوصيف المحفزات بشكل معمّق.

​​​​

خبراء المنصة



  • أعضاء هيئة التدريس التابعين للمنصة
  • طاقم الفريق
 د. يوسف سايه
مهندس أول وحدات المفاعلات
 د. ناتاليا سانشيز مورلانيز
مهندسة أولى في عمليات الإنتاجية العالية
 د. سيلفيدين تيلاوفيتش
مهندسة توصيف المحفزات الكيميائية
Dana Al-Sulaiman إلدار موخامبيتوڤ
مهندس تكثيف العمليات
Tareq Al-Naffouri د. خوسيه لويس سيريلو أولمو
مهندس التحكم في عمليات التحفيز الصناعي
Dana Al-Sulaiman د. مارك مييرينك
التحليل أثناء التشغيل (TEM، XPS،
EXAFS) وكبير المهندسين
Dana Al-Sulaiman كلوديا كاراو
مهندسة السلامة
Dana Al-Sulaiman أنيسة بندجريو-سيدجري
مديرة محفظة البحث والتطوير
Dana Al-Sulaiman د. جوليان فيتينيه
مدير المختبر

الخبرات البحثية


تصميم المحفزات الكيميائية وفهم الآليات

+

الكيمياء المعتمدة على مركبات الكربون الأحادي (C1) واستغلال ثاني أكسيد الكربون

+

تحويل الميثانول إلى أوليفينات وترقية الهيدروكربونات وتحويل الخام إلى مواد كيميائية

+

تحويل النفايات البلاستيكية والمواد الأولية المعقدة إلى قيمة مضافة

+

التحفيز الضوئي والكهربي للطاقة

+

الفحص عالي الإنتاجية والاكتشاف المدعوم بالذكاء الاصطناعي

+

هندسة المفاعلات وتكثيف العمليات

+

التوصيف تحت الظروف التشغيلية (في الموقع وأثناء التشغيل)

+

تكسير الأمونيا وحوامل الهيدروجين

+

التحفيز المستدام والأثر الصناعي

+

اتصل بنا



للتواصل الإعلامي : global.pr@kaust.edu.sa