التحق بالجامعة
الانتقال إلى الجامعة
انضم إلينا
وظائف أعضاء هيئة التدريس
رؤيتنا
المجلة العلمية
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
نقوم بتطوير محفزات متجانسة وغير متجانسة قوية من خلال التصميم الجزيئي وهندسة مواقع الفعالية وفهم عميق للعلاقات بين البنية والنشاط. ويشمل ذلك تصنيع زيوليت مخصص لتحويل الهيدروكربونات وتفاعل الميثان إلى أوليفينات (MTO) واستغلال المخلفات. ومن خلال استخدام التحليل الطيفي والديناميكيات الكيميائية والنمذجة متعددة المقاييس بما في ذلك محاكاة نظرية الدوال الكثافة (DFT)، نوضح آليات التفاعل ونوجّه تطوير محفزات بشكل منطقي لتحسين النشاط والانتقائية والمتانة.
يعمل فريقنا على تصميم محفزات لتحويل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والميثان والميثانول إلى مواد كيميائية ووقود قيّم، بما يعزز دورة الكربون المستدامة. ونركز على التهيد الانتقائي وإعادة التشكيل الجاف وتفاعلات الربط التي تدعم أنظمة الطاقة منخفضة الكربون وتساهم في استراتيجيات إزالة الكربون على المستوى العالمي.
نستهدف التحويل الفعّال للمواد الأولية الأحفورية، بما في ذلك الخام الكامل والميثانول، إلى مواد كيميائية عالية القيمة مثل الأوليفينات والعطريات. ويتركز العمل على تصميم وتحسين المحفزات القائمة على الزيوليت لعمليات تحويل الميثانول إلى أوليفينات (MTO) وترقية الهيدروكربونات. ومن خلال تعديل الحموضة والمسامية والانتقائية الشكلية، نقوم بتصميم أنظمة حفازة توفر أداءً عاليًا وانتقائية للمنتج وكفاءة في العمليات بما يدعم التصنيع الكيميائي الأكثر استدامة.
نطور عمليات تحفيزية لتحويل الجزيئات متعددة الوظائف بشكل مستهدف ولترقية المواد الأولية المستخرجة من مصادر حيوية أو الثقيلة أو القائمة على النفايات. ويشمل عملنا مسارات تحفيزية متقدمة لإضفاء قيمة على النفايات البلاستيكية، بما يتيح إعادة التدوير الكيميائي للبولوليفينات واللدائن المختلطة إلى وقود أو مونومرات أو مواد كيميائية متخصصة.
نقوم بتصميم المواد والأنظمة للتفاعلات المدفوعة بالضوء أو الكهرباء، مثل اختزال ثاني أكسيد الكربون وتحليل الماء وتثبيت النيتروجين. ويتركز اهتمامنا بشكل خاص على الأمونيا كوسيط لنقل الهيدروجين، بما يشمل تصنيعها والتحطيم التحفيزي أو التحفيزي الضوئي لها لإطلاق الهيدروجين النظيف، مما يعزز الاقتصاد الهيدروجيني الدائري والخالي من الكربون.
تسرع منصاتنا الأوتوماتيكية عالية الإنتاجية ونماذج الذكاء الاصطناعي اكتشاف المحفزات الكيميائية. ونجمع بين التجارب الروبوتية والتعلم الآلي لاستكشاف مساحات كيميائية واسعة، مما يتيح التحسين السريع واتخاذ القرارات المستندة إلى البيانات عبر أنظمة تحفيزية متعددة.
نحن متخصصون في تصميم وتشغيل أنظمة المفاعلات المتقدمة — مثل المفاعلات التدفقية والدفعية والطبقة المميعة — والمصممة خصيصًا لاختبار المحفزات وتوسيع نطاق الإنتاج وتكثيف العمليات. وتعمل إمكاناتنا الهندسية على ربط أبحاث المختبر بالتطبيقات الصناعية، بما يضمن جدوى التطبيق في الواقع.
نستخدم تقنيات التوصيف في الموقع وأثناء التشغيل — مثل مطيافية الأشعة تحت الحمراء ومطيافية رامان والتحليل الطيفي للإلكترونات السينية والتحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية — لدراسة المحفزات في ظروف التشغيل الفعلية. وتمكّننا هذه الأدوات من متابعة التغيرات البنائية والكيميائية في الزمن الحقيقي، مما يقود إلى تحسين الأداء وزيادة العمر التشغيلي.
تُعدّ الأمونيا حاملاً واعدًا للهيدروجين ضمن استراتيجيات إزالة الكربون عالميًا. ونعمل على تطوير عمليات تحفيزية وضوئية تحفيزية لتكسير الأمونيا بكفاءة، بما يتيح إطلاق الهيدروجين عند الطلب لتطبيقات التنقل وتوليد الطاقة والتصنيع الكيميائي.
تدعم منصّتنا التحفيز المستدام والقابل للتوسع من أجل إنتاج طاقة ومواد كيميائية نظيفة. وتشمل أهم المجالات — مثل تصنيع الأمونيا واستغلال ثاني أكسيد الكربون وإعادة تدوير البلاستيك وتحويل النفط الخام إلى مواد كيميائية — بما يتماشى مع استراتيجية كاوست وأركان الابتكار في الهيئة السعودية لتنمية البحث والتطوير والابتكار ورؤية السعودية 2030. ومن خلال التعاون الوثيق مع القطاع الصناعي ونقل التقنيات، نسرّع توفير الحلول ذات الأثر الفعلي، ونبني الجسر بين البحث الأساسي والتطبيقات الصناعية القابلة للتوسّع.