Top
Background image


منصة أبحاث الطاقة النظيفة

لمحة عامة


تُطوّر منصة أبحاث الطاقة النظيفة في كاوست تُطوّر منصة أبحاث الطاقة النظيفة في كاوست تقنياتٍ قابلة للتطوير وعالية التأثير، تدعم تحوّل الطاقة في المملكة العربية السعودية وأهداف الاقتصاد الدائري للكربون. تُركّز المنصة على الأبحاث التطبيقية والتسويق التجاري، وتستهدف التحديات الحرجة في مجال إزالة الكربون، والوقود المستدام، والانبعاثات الصناعية.

بفضل أكثر من 40 شراكة عالمية وتمويل خارجي يتجاوز 50 مليون دولار أمريكي، تعمل منصة أبحاث الطاقة النظيفة على تطوير تقنيات كاوست إلى مراحل تجريبية وتطبيقية. تتماشى هذه الجهود مع رؤية السعودية 2030 وأولويات هيئة تنمية البحث والتطوير والابتكار (RDIA)، مقدمةً ابتكاراتٍ ذات مسارات تجارية واضحة. تركز تقنياتنا الأساسية على تقنيات استشعار الانبعاثات، وتوصيف الوقود والمواد الكيميائية، وتقنيات الاحتراق وتشخيصها، والتحفيز الضوئي والتحفيز الكهروضوئي لتطبيقها في الاقتصاد الدائري للكربون، وسلسلة تحويل النفايات إلى منتجات ذات قيمة، وتصنيع الوقود، وتطوير الوقود الخالي من الكربون، وخلايا الوقود وأنظمة التحليل الكهربائي، ومعالجة المعادن.

البنية التحتية في المنصة


تُشغّل منصة أبحاث الطاقة النظيفة أكثر من 3100 متر مربع من المختبرات الداخلية، بالإضافة إلى مرافق خارجية إضافية للتوسّع، بهدف تطوير أبحاث الطاقة - من الدراسات الأساسية إلى الحلول التطبيقية على نطاق صناعي. تشمل المرافق الأساسية ما يلي:

  • مختبر الاحتراق وتشخيص الليزر الموضعي: مجهز بأنظمة ليزر وتصوير متقدمة لدراسة ديناميكيات اللهب، وخلط الوقود والهواء، وتكوين الملوثات باستخدام تقنيات مثل قياس سرعة صور الجسيمات، والفلورسنت المستحث بالليزر المستوي، والتوهج المستحث بالليزر، وتقنية رامان الطيفية.
  • مختبر الحركية الكيميائية والاستشعار المتقدم: يقيس أوقات تأخير الاشتعال وثوابت المعدل للوقود البديل باستخدام أنابيب الصدمة، وآلة الضغط السريع، ومحلل تأخير اشتعال الوقود المتقدم، مع التشخيص القائم على الليزر لتطوير المستشعر.
  • مختبر كيمياء الاحتراق والبلازما: يُركز على التحلل الحراري للوقود التقليدي والبديل، ونمذجة كيمياء الاحتراق، والاحتراق بمساعدة البلازما، ودراسات زيت الوقود الثقيل. المختبر مُجهّز بمفاعلات ميكروويف، وكروماتوغرافيا غازية، ومطيافية تحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء. مختبر الاحتراق تحت الضغط العالي: يحاكي الظروف الصناعية حتى 50 بار لدراسة الاشتعال الذاتي واستقرار اللهب وتكوين الملوثات باستخدام التشخيص البصري.
  • مختبر المحركات والوقود: يضم ست منصّات اختبار للمحرّكات مزوّدة بنوافذ بصرية، أجهزة تحليل الانبعاثات، وتقنيات تشخيص بالليزر لتقييم الوقود المتقدّم، وزيوت التشحيم، واستراتيجيات الاحتراق.
  • مختبر تحويل وتخزين الطاقة منخفضة الكربون: يركّز على أنظمة التحويل الشمسي إلى هيدروجين، والتحليل الكهربائي لمياه البحر، وتحويل ثاني أكسيد الكربون باستخدام المواد النانوية وتقنيات توصيف الجريان الموضعي.

Advanced Photovoltaics

Clean Energy Research Platform

New Battery Chemistries

Clean Energy Research Platform

Lithium Extraction and Battery Recycling

Clean Energy Research Platform

Advanced Cooling Technologies

Clean Energy Research Platform

Energy Storage in Chemical Fuels

Clean Energy Research Platform

Testing, Modeling and Integration

Clean Energy Research Platform

الأجهزة

الأجهزة عالية التأثير الداعمة للأبحاث

1. مصنع خلايا وقود غشاء التبادل البروتوني

الشركة المصنعة : تويوتا

65 كيلو وات من نوع تويوتا ميراي 2، محطة متوازنة بالكامل، ومجهزة بأنظمة محيطية تسمح باختبار دورات القيادة، وظروف المناخ وتأثير الملوثات.

2. منصة اختبار خلية وقود غشاء تبادل البروتون G100

الشركة المصنعة : شركة AVL / جرين لايت إنوفيشن

سلسلة G100، تعمل حتى 120 درجة مئوية، ومجهزة باكتشافات غاز متعددة ومرطب تلقائي، وقادرة على التعامل مع خلايا وقود واحدة وخلايا وقود مكدسة تصل إلى 2 كيلو وات بمساحة مقطعية تتراوح من 12 إلى 25 سم2

3. منصة اختبار المحلل الكهربائي لغشاء تبادل البروتون E60

الشركة المصنعة : شركة AVL / جرين لايت إنوفيشن

يمكن اختبار خلايا سلسلة E60، بقدرة تصل إلى 2 كيلوواط، بمقطع عرضي يتراوح بين 12 و25 سم2، بالإضافة إلى مجموعات قصيرة. منصة الاختبار المزودة بأنظمة متعددة لكشف الغازات تضمن التشغيل الآمن. أنظمة التشخيص، مثل جهاز مراقبة جهد الخلية، ومحلل المعاوقة، وقياس الجهد الدوري والخطي، مُدمجة مع برنامج Emerald للتشخيص التلقائي.

4. نظام اختبار 855-SOFC (خلية وقود الأكسيد الصلب)

الشركة المصنعة : سكريبنر

مناسب لاختبار خلايامناسب لاختبار خلايا البطارية القرصية والخلايا المستوية بحمل إلكتروني متعدد النطاقات 5/25/50 أمبير، 100 واط، 20 فولت. النظام قابل للبرمجة بمصدر طاقة للعمل في وضع SOEC (محلل كهربائي للأكسيد الصلب) - 100 أمبير / 5 فولت. يتضمن وضع مصدر الطاقة التحكم في الجهد والتيار مع تجارب ثابتة ومسح ضوئي وتجارب متدرجة. يتضمن أيضًا جهاز تحكم في الفرن مع حماية احتياطية من ارتفاع درجة الحرارة.
يتمتع النظام بالقدرة على التعامل مع معدل تدفق المتفاعلات الذي يتم التحكم فيه بشكل ثابت أو متكافئ والقدرة على العمل عند مستوى صفر فولت.

5. قناة احتراق عالية الضغط

مصنوع بطريقة مخصصة

يمكن للقناة استيعاب شعلات تعمل بوقود غازي حتى 100 كيلوواط حراري، مع مرونة في تصنيع أنواع مختلفة من الوقود، بما في ذلك الهيدروكربونات، والهيدروجين، والأمونيا. صُممت لتتحمل ضغطًا يصل إلى 40 بارًا، واختُبرت لتتحمل ضغطًا يصل إلى 25 بارًا.

6. وحدة احتجاز الكربون بالتجميد

مُصنّع وفق مواصفات خاصة

وحدة قابلة للتشغيل بسعة 0.25 طن يوميًا، قادرة على التعامل مع مجموعة متنوعة من قنوات غازات العادم، تتراوح بين تيارات ثاني أكسيد الكربون المنخفضة والعالية. تلتقط 98% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من غازات العادم بكفاءة التقاط تبلغ 99%، ويمكن استخدامها في تطبيقات تجهيز الأغذية. صُممت الوحدة على عجلات لعرض المفهوم في جميع أنحاء المملكة العربية السعودية.

7. وحدة إزالة الكبريت المؤكسدة

مُصنّع وفق مواصفات خاصة

وحدة عملية بقدرة إنتاجية ١٠ أطنان يوميًا، قادرة على تقليل الكبريت من الزيوت الأساسية باستخدام تقنية تجويف مبتكرة. خضعت للاختبار على نطاق تجريبي في مواقع صناعية، وهي جاهزة للاستخدام التجاري.

8. وحدة التحويل الغازي بالتدفق المتزامن

مصنوع بطريقة مخصصة

وحدة قادرة على العمل بمعدل 0.25 طن في اليوم، ومصممة لبقايا الفراغ، وقابلة للتشغيل في ضغوط عالية لاختبار سيناريوهات الحياة الواقعية.

9. أنابيب الصدمة

مصنوع بطريقة مخصصة

أنبوب الصدمة منخفض الضغط
• أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ بطول 18 مترًا وقطر 14.2 سم
•يتحمل 1 - 20 بار و500 - 4000 ك
• القدرة على التسخين المسبق حتى 200 درجة مئوية أنبوب الصدمة عالي الضغط
• أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ بطول 14 مترًا وقطر 10 سم
• يتحمل 1 - 200 بار و 600 - 3000 ك
• القدرة على التسخين المسبق حتى 200 درجة مئوية
التطبيقات:
•قياسات وقت تأخير الإشعال
•التحديد النوعي باستخدام التشخيص بالليزر
•قياسات معدل التفاعلات الأولية
•قياسات كثافة الإلكترون
•التصوير عالي السرعة
• التحقق من صحة آلية الحركية الكيميائية

10. محاكي الطاقة الشمسية

مصنوع بطريقة مخصصة

سعة اسمية تبلغ 42 كيلوواط كهربائي، مع تشغيل مرن للطاقة، ونقطة محورية بقطر 60-80 مم. صُممت لدراسة تأثير الطاقة المتجددة على العمليات الصناعية.

​​​​

خبراء المنصة



  • أعضاء هيئة التدريس التابعين للمنصة
  • طاقم الفريق
Talal Al Attar نائب الرئيس، البروفيسور هونغ إم
الهندسة الميكانيكية
Salim Al Babili البروفيسور عامر فاروق
الهندسة الميكانيكية
Tareq Al-Naffouri البروفيسور ويليام روبرتس
الهندسة الميكانيكية
Dana Al-Sulaiman البروفيسور بسام دالي
الهندسة الميكانيكية
Dana Al-Sulaiman البروفيسور جيمس تيرنر
الهندسة الميكانيكية
Tareq Al-Naffouri البروفيسور يون هاو نغ
الهندسة الكيميائية
Dana Al-Sulaiman البروفيسور مساعد، شو لو
الهندسة الميكانيكية
Shehab Ahmed رياض جمبي
فني مختبر المحركات
Asshole أندرو ر. مالوني
مدير المنصة
Adrian أدريان إيشيم
مشرف المختبر
christopher كريستوفر موتر
مسؤول السلامة
kevin كيفن نال
مسؤول تطوير الأعمال الاستراتيجية
Earnesto إيرنيستو تاشيل
فني ليزر
Sreenivasa سرينيفاسا غوبا
أخصائي مشاركة الصناعة التقنية
Dana Al-Sulaiman علا خاشقجي
أخصائية تطوير الأعمال

الخبرات البحثية


تجمع منصة أبحاث الطاقة النظيفة خبرات متعددة التخصصات لدعم الأولويات الوطنية في مجالات الاستدامة، وإزالة الكربون، والابتكار الصناعي. وتشمل الابتكارات والمجموعات ما يلي:

1- احتجاز الكربون بالتجميد

+

2- إزالة الكبريت المؤكسد

+

3- إعادة تدوير النفايات باستخدام يرقات ذبابة الجندي الأسود

+

4- الابتكار في وسائل النقل باستخدام الهيدروجين

+

5- تحالف تقنية الوقود ومحركات الاحتراق ومواد التشحيم فليت (FLEET)

+

6- مبادرة مستقبل الأسمنت

+

7- إزالة الكربون من الصناعات الثقيلة

+

8- استخدام الهيدروجين والأمونيا

+

اتصل بنا



البريد الالكتروني : clean.energy@kaust.edu.sa

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