باحثو كاوست يقدمون حلولًا لمواجهة تحديات الزراعة بالسعودية
ويواجه المزارعون معضلة في الممارسات الحالية لتحلية المياه المالحة المحلية كونها غير فعالة ومكلفة، فهي تزيل الأيونات جميعها بما في ذلك العناصر الغذائية القيمة التي تفتقر إليها التربة المحلية، مما يستلزم إعادة تمعدن المياه جزئيًا، ومن هذا المنطلق ابتكر الباحثون مشروع مركز التميّز الجديد للأمن الغذائي المستدام في كاوست، الذي يهدف إلى تعزيز الزراعة المستدامة في البيئات القاحلة.
وتعتمد تقنية مشروع مركز التميز الجديد للأمن الغذائي المستدام على دمج الزراعة في تقنية البيئة الخاضعة للرقابة CEA مع تحلية موارد المياه غير التقليدية.
تحلية المياه لمواجهة تحديات الزراعة في السعودية
اتبع الباحثون نهجًا انتقائيا للزراعة يستهدف بدوره إزالة ما لا يمكن لكل نوع من المحاصيل تحمله، ويقلل هذا النهج من الخطوات، ويخفض استخدام الطاقة، ويقلل التكاليف.
وعلق البروفيسور نور الدين غفور، أستاذ هندسة وعلوم البيئية في كاوست الباحث الرئيسي: "لماذا لا نخصص تقنية التحلية عن طريق إزالة فقط ما نريد إزالته بدقة؟ سيكون ذلك أرخص من الممارسات السابقة لأننا سنقوم بذلك باستخدام طاقة أقل، مستهدفين محاصيل محددة، وفي حال نجاح هذا الابتكار، فإن المملكة ستصدّر هذه التقنيات ولن تستوردها".
وتابع: "بعض المحاصيل تحتاج إلى المزيد من الأملاح أكثر من غيرها، وبعضها قد يحتاج إلى مزيد من العناصر الغذائية، وهناك محاصيل لا تتحمل عنصر البورون، لهذا السبب، هدفنا هو التخصيص، والحفاظ على التكلفة في أدنى مستوى ممكن".
أهداف مشروع مركز التميز الجديد للأمن الغذائي المستدام
ومن خلال مشروع مركز التميز الجديد للأمن الغذائي المستدام الذي عمل عليه طاقم كاوست على مدار عامين بداية من سبتمبر 2024، تم تقييم الحلول التقنية مثل الترشيح النانوي والتحليل الكهربائي والتناضح العكسي للمياه شديدة الملوحة، من أجل تحديد الأفضل، ويستخدم "التناضح الأمامي" لدفع العملية في المرحلة السائلة.
ويستخدم المشروع أيضا تقنية المفاعل الحيوي الغشائي اللاهوائي مع التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية لمعالجة مياه الصرف الصحي، مما يعزز جودة المياه وتوافر المغذيات في البيئة الخاضعة للرقابة، وتدخل ضمن مكتسبات مشروع كاوست الآتي:
تطوير بصمة شاملة للمياه الجوفية المختلفة في المملكة.
اختيار تقنيات تحلية مخصصة لكل محصول.
تحسين تكوينات المعالجة الأفضل أداءً لاختبارها مع محاصيل مختارة في مختبر علوم النبات في كاوست.
خدمة الأهداف الوطنية المتعلقة بالزراعة المستدامة.
إعادة استخدام مياه الصرف الصحي، وتقليل الاعتماد على المياه العذبة.
دعم استراتيجية الأمن الغذائي في المملكة.
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الحدث
منذ 7 ساعات
- الحدث
كاوست تبتكر حلاً لإطالة عمر البطاريات المائية بأكثر من عشرة أضعاف
متابعات - الحدث كشف علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) عن سبب جزيئي رئيسي يحدّ من قدرة البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن على أن تكون خيارًا أكثر أمانًا وأقل تكلفة لتخزين الطاقة المستدامة. وأظهرت نتائج الدراسة، المنشورة في المجلة العلمية Science Advances، كيف تؤثر المياه داخل البطارية سلبًا على عمرها وأدائها، وكيف أن إضافة أملاح منخفضة التكلفة – مثل كبريتات الزنك – يمكن أن تحدّ من هذه المشكلة وتزيد عمر البطارية بأكثر من عشرة أضعاف. يُعدّ المَصْعَد (الأنود) - وهو مسرى كهربائي يمر خلاله تيار كهربائي ضمن جهاز كهربائي ذي أقطاب - أحد العوامل الحاسمة في تحديد عمر البطارية، سواء كانت مائية أم لا، إذ تحدث فيه التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن إنتاج وتخزين الطاقة. غير أن بعض التفاعلات الجانبية غير المرغوبة تؤدي إلى تدهوره، ما يقلل من عمر البطارية. وأظهرت الدراسة الجديدة أن المياه الحرة – أي جزيئات الماء غير المرتبطة بقوة بجزيئات أخرى – تساهم في حدوث هذه التفاعلات الجانبية، بينما يقلل وجود كبريتات الزنك من كمية المياه الحرة داخل البطارية. وقال البروفيسور حسام الشريف، أستاذ ورئيس مركز كاوست للتميّز في الطاقة المتجددة وتقنيات التخزين (CREST) وقائد الفريق البحثي في هذه الدراسة " تسلط نتائجنا الضوء على أهمية بنية المياه في كيمياء البطاريات، وهي عامل مهم واساسيا تم تجاهله في السابق". تسمح المياه الحرة بالتفاعل بسهولة مع المزيد من الجزيئات، ما يؤدي إلى تفاعلات غير مرغوبة تستهلك الطاقة وتتلف المَصْعَد. وأظهرت الدراسة أن أيونات الكبريتات تعمل بمثابة "لاصق للماء" يثبت الروابط بين جزيئات المياه الحرة، ويغير ديناميكيتها، ما يقلل عدد التفاعلات الجانبية الضارة. ورغم أن الحيز الأكبر من التجارب أُجري على بطاريات تستخدم كبريتات الزنك، تشير نتائج أولية إلى أن التأثير نفسه يحدث مع مصاعد معدنية أخرى، ما يفتح المجال أمام استخدام أملاح الكبريتات كحل عالمي لإطالة عمر جميع البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن. وقال الدكتور يونبي زو، الباحث في كاوست والذي أجرى معظم التجارب "أملاح الكبريتات قليلة التكلفة ومتوفرة بشكل كبير ومستقرة كيميائيًا، مما يجعل حلّنا قابلًا للتطبيق علميًا واقتصاديًا". وتحظى البطاريات المائية باهتمام عالمي متزايد كحل مستدام لتخزين الطاقة على نطاق واسع، ومن المتوقع أن يتجاوز حجم سوقها 10 مليارات دولار بحلول عام 2030. وعلى عكس بطاريات الليثيوم الشائعة في السيارات الكهربائية، تُعد البطاريات المائية خيارًا أكثر أمانًا وأقل بصمة بيئية لدمج مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية في شبكات الكهرباء، وهو هدف محوري في مسار تحول الطاقة في المملكة العربية السعودية. وقد شارك في هذه الدراسة أيضًا أساتذة كاوست عمر محمد وعثمان بكر وشيشيانغ زانغ وماني ساراثي. وأشار الشريف إلى أن الجمع بين علماء مركز التميّز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين الذين يمتلكون خلفيات متكاملة، مثل تصميم البطاريات والنمذجة الكهروكيميائية، والأدوات التجريبية، مثل التحليل الطيفي المتقدم والمجهرية، كان أمراً بالغ الأهمية للاكتشاف. وقال "تأسست مركز التميّز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين في كاوست ليكون رائدًا في مجال ابتكار الطاقة المتجددة في المملكة. وتؤكد النتائج التي حققناها والتحسينات الكبيرة في أداء واستقرار البطاريات المائية على ما يمكننا إنجازه في كاوست من خلال توحيد الجهود والاستفادة من خبرات أعضاء المركز المتنوعة والمتميزة"
سويفت نيوز
١٧-٠٦-٢٠٢٥
- سويفت نيوز
ثورة في عالم الطيران .. بطارية صينية خارقة تهدد عصر الطائرات النفاثة
بكين – سويفت نيوز: كشفت شركة صينية عن ابتكار ثوري في تكنولوجيا بطاريات الليثيوم المعدنية، يُتوقع أن تحدث تحولاً جذرياً في قطاعي السيارات الكهربائية والطائرات. أعلنت شركة 'CATL' الصينية عن تطوير بطارية جديدة تتمتع بكثافة طاقة غير مسبوقة وعمر تشغيلي طويل، ما يجعلها مرشحة بقوة لتكون قلب الثورة القادمة في عالم النقل الكهربائي، وخصوصاً الطيران، بحسب ما ذكره موقع 'sustainability-times'. يعتمد الابتكار الجديد على تقنيات متقدمة لرسم خرائط كمية دقيقة داخل البطارية، ما مكّن الباحثين من تحسين استراتيجيات الإلكتروليت، وتحقيق توازن مثالي بين كثافة الطاقة وطول دورة حياة البطارية. هذا الإنجاز يضع حداً لتحد طالما أعاق تطور البطاريات: كيف نحصل على بطارية قوية تدوم طويلاً دون التضحية بالأداء؟ تُعد البطاريات المعدنية من الليثيوم الجيل القادم من أنظمة تخزين الطاقة، بفضل قدرتها العالية على تخزين الطاقة. لكن التحدي كان دائماً في قصر عمرها التشغيلي. الآن، ومع هذا التطور، بات بالإمكان استخدامها في تطبيقات تتطلب طاقة عالية مثل السيارات الكهربائية بعيدة المدى والطائرات الكهربائية. وقد نجح فريق 'CATL' في تجاوز العقبات التقليدية عبر تحليل دقيق لأسباب فشل البطاريات، ليكتشف أن السبب الرئيسي لا يكمن في تحلل المذيب أو تراكم الليثيوم الميت، بل في الاستهلاك المستمر لملح الإلكتروليت 'LiFSI'. تطوير نموذج أولي لبطارية تدوم حتى 483 دورة شحن، كان أحد أبرز نتائج هذا البحث، ما يعادل ضعف ما كانت عليه سابقاً، دون التأثير على كفاءتها. وتم تحقيق ذلك من خلال تعديل تركيبة الإلكتروليت بإضافة مادة مخففة منخفضة الوزن الجزيئي، ما حسّن من توصيل الأيونات وخفّض اللزوجة، دون زيادة الكتلة الكلية. نُشر البحث في مجلة 'Nature Nanotechnology'، وأكد أن استهلاك ملح 'LiFSI' هو العامل الحاسم في عمر البطارية. وأوضح 'أويانغ تشويينغ'، الرئيس المشارك للبحث والتطوير في 'CATL'، أن هذا الاكتشاف يفتح الباب أمام بطاريات طويلة العمر، وهو ما تحتاجه الصناعات الحديثة بشدة. مع إمكانية دمج هذه البطاريات في تصميمات تتجاوز كثافة طاقة 500 واط/كغ، فإننا أمام تحول قد يغير قواعد اللعبة في عالم الطيران. ويبقى السؤال هل نشهد قريباً طائرات كهربائية تحلّق لمسافات طويلة دون قطرة وقود؟ وهل تكون هذه البطارية الصينية بداية النهاية لعصر الطائرات النفاثة؟ مقالات ذات صلة
حضرموت نت
٢٨-٠٥-٢٠٢٥
- حضرموت نت
اخبار السعودية : عبر تقنية تبريد هجينة طورتها "كاوست".. ابتكار سعودي يرفع إنتاجية المحاصيل 200 % دون كهرباء
أعلن فريق من العلماء بجامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) عن تطوير تقنية تبريد هجينة مبتكرة أسهمت في رفع إنتاجية بعض المحاصيل الزراعية بنسبة وصلت إلى 200 % داخل مستنبتات زراعية صغيرة، في بيئات حارة وجافة كتلك التي تشهدها المملكة. وتجمع التقنية الجديدة بين غطاء بلاستيكي نانوي ونشارة عضوية قابلة للتحلل، ما يُسهم في تبريد المستنبتات بشكل سلبي دون الاعتماد على مصادر طاقة تقليدية. وأظهرت التجارب قدرة هذا الابتكار على خفض درجات الحرارة داخل المستنبتات بما يصل إلى 25 درجة مئوية، ما يُعد نقلة نوعية في تقنيات الزراعة المستدامة. وقد نُشرت نتائج الدراسة في الدورية العلمية Nexus. وأوضح البروفيسور تشياو تشيانغ غان، أستاذ في كاوست ومطور الغلاف البلاستيكي النانوي، أن التقنيات التقليدية لتبريد المستنبتات تستهلك كميات كبيرة من الطاقة، في حين أن الابتكار الجديد يتيح زراعة طيف أوسع من المحاصيل في البيئات الجافة، ما يُسهم في تعزيز الأمن الغذائي وتقليل الانبعاثات الكربونية. وقال: 'معظم أغطية المستنبتات تسمح بمرور الأشعة تحت الحمراء التي ترفع درجة الحرارة دون أن تُسهم في نمو النبات، في حين نهدف إلى تمرير الضوء المفيد فقط للنبات ومنع الأشعة الضارة'. ويعتمد الغطاء المطوّر على مادة البولي إيثيلين الشفافة المضاف إليها جزيئات نانوية تمتص الأشعة تحت الحمراء، ما يحافظ على درجات حرارة مناسبة داخل المستنبت دون التأثير على الضوء المرئي اللازم للتمثيل الضوئي. أما النشارة الأرضية المصاحبة، فهي مصممة خصيصًا من مواد عضوية قابلة للتحلل، وتُستخدم لعكس الضوء وتقليل سخونة التربة، مع التحلل التدريجي بمرور الوقت، ما يجعلها بديلاً مستدامًا وصديقًا للبيئة مقارنةً بالنشارة البلاستيكية التجارية، التي تنتج عنها نفايات ضخمة ومشكلات بيئية. وقال يانبي تيان، باحث ما بعد الدكتوراه في كاوست والمصمم الرئيس للنشارة الجديدة : 'النشارة البلاستيكية التقليدية تُنتج ما يقارب 1.5 مليون طن من النفايات سنويًا، ويُعاد تدوير أقل من 40 % منها، كما تترك جسيمات بلاستيكية دقيقة في التربة قد تنتقل إلى السلسلة الغذائية'. وقد اختبر العلماء التقنية المزدوجة بزراعة الملفوف الصيني في مستنبتات مصغّرة داخل المملكة، وأظهرت النتائج تفوقًا ملحوظًا مقارنة باستخدام الأغطية والنشارة التجارية التقليدية. ويعتزم فريق البحث حاليًا توسيع نطاق الدراسة لتشمل مستنبتات أكبر ومحاصيل متنوعة، في إطار الجهود المستمرة لكاوست لتعزيز الابتكار الزراعي وتحقيق الاستدامة البيئية في المنطقة. ملحوظة: مضمون هذا الخبر تم كتابته بواسطة صحيفة سبق , ولا يعبر عن وجهة نظر حضرموت نت وانما تم نقله بمحتواه كما هو من صحيفة سبق ونحن غير مسئولين عن محتوى الخبر والعهدة على المصدر السابق ذكرة.
