باحثو كاوست يقدمون حلولًا لمواجهة تحديات الزراعة بالسعودية
ابتكر باحثو جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية"كاوست" حلولاً مبتكرة بالتعاون مع المزارعين المحليين ووزارة البيئة والمياه والزراعة، لمواجهة تحديات الزراعة بالمملكة، حيث تواجه المملكة تحديًا كبيرًا يتمثل في نقص المياه العذبة لدعم الزراعة.
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
سويفت نيوز
١٣-٠٥-٢٠٢٥
- سويفت نيوز
اكتشاف 26 نوعًا جديدًا من البكتيريا.. بجامعة 'كاوست'
جدة – واس : اكتشفت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية 'كاوست' 26 نوعًا جديدًا من البكتيريا داخل الغرف النقية المخصصة لتجميع المركبات الفضائية، وذلك في إنجاز علمي مشترك بالتعاون مع وكالة الفضاء الأمريكية ناسا ومؤسسات بحثية في الهند، حيث أظهرت هذه الأنواع الميكروبية التي تم توصيفها علميًا للمرة الأولى خصائص وراثية مدهشة، تؤهلها للبقاء في بيئات قاسية شبيهة بالفضاء، وقد نُشرت تفاصيل الدراسة في دورية Microbiome العلمية المرموقة.وأكدت الدراسة البحثية على ضرورة تشديد الإجراءات الوقائية لمنع انتقال الكائنات الدقيقة الأرضية خلال المهمات الفضائية، فيما تم تصميم الغرف النقية في ناسا لضمان أعلى درجات التعقيم، التي تتميز ببيئة تُحاكي بعضًا من أقسى البيئات الطبيعية على الأرض، من قيعان المحيطات، إلى الصحاري القاحلة، وصولًا إلى أعالي الجبال المتجمدة، ومع ذلك نجحت بعض الكائنات المجهرية المعروفة بـ 'المُحبة للظروف القاسية' في البقاء والتكاثر داخل هذه البيئات، بل ويُحتمل بقاؤها في الفضاء كذلك.من جانبه أوضح الباحث الرئيس في الدراسة من 'كاوست' وعضو فرق العمل التابعة لوكالة ناسا البروفيسور ألكسندر روسادو، أنه تم خلال هذا الإنجاز العلمي فهم مدى خطر انتقال الميكروبات القادرة على تحمل الظروف الصعبة إلى الفضاء، خاصة خلال البعثات الروبوتية، مشيرًا إلى التحليلات الجينية خلال الدراسة في تحديد الكائنات التي يمكنها النجاة خارج الأرض، مما يعد أمرًا بالغ الأهمية لحماية الكواكب الأخرى من أي تلوث ميكروبي غير مقصود.بدوره أكد الباحث الأول المتقاعد من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا والمؤلف الرئيسي للدراسة الدكتور كاستوري فينكاتيسواران أن الشراكة بين 'كاوست' وناسا تجسد طموح المملكة المتنامي في مجال أبحاث الفضاء، كما تعزز مكانة 'كاوست' كمركز عالمي رائد في علم الميكروبات وبيولوجيا الفضاء، حيث نعمل معًا لفهم قدرة بعض الكائنات الدقيقة على النجاة في أقسى الظروف، بما فيها الفضاء الخارجي. يذكر أن الدراسة خلصت إلى أن بعض هذه البكتيريا تمتلك جينات تمنحها مقاومة عالية للتعقيم والإشعاع، مما يُبرز أهمية تطوير استراتيجيات أكثر فاعلية للحد من التلوث في منشآت بناء المركبات الفضائية. مقالات ذات صلة
المناطق السعودية
١٨-٠٤-٢٠٢٥
- المناطق السعودية
علماء صينيون يطورون مركبا ذكيا من الإسمنت يحول الحرارة إلى الكهرباء
ووصل معامل 'زيبك' (مقياس قدرة المادة على تحويل الحرارة إلى كهرباء) فيها إلى -40.5 ملليفولت/كلفن، وهو ما يفوق المواد الإسمنتية الأخرى بعشر مرات. كما بلغ مؤشر الجودة (ZT) 6.6×10⁻²، أي أعلى بست مرات من الأرقام القياسية السابقة. وناقش العلماء والمهندسون في مؤتمر 'SynBioBeta 2025' كيف يمكن للمواد الجديدة أن تُسهم في تقليل الانبعاثات الناتجة عن إنتاج الخرسانة، بصفتها إحدى أكثر الصناعات تلويثا للبيئة. وقد طرحوا خلال المؤتمر نوعا مبتكرا من الإسمنت قادرا على تحويل الحرارة إلى طاقة كهربائية، مما يُمهد الطريق لإنشاء مباني قادرة على تزويد نفسها بالطاقة. ويمكن لهذه المادة أن تُحدث ثورة في مجال البناء، وتُسهم في جعل المدن أكثر نظافة. أوضح الباحثون أن 'الاختلاف في معدل انتشار الأيونات الموجبة والسالبة في المحلول المسامي للإسمنت يمنحه خصائصَ كهروحرارية. ويقيس معامل 'زيبك' عدد الفولتات الناتجة عند تسخين المادة بدرجة واحدة. وإذا كان أحد جانبي الجدار أكثرَ دفئا من الآخر، فإن هذا الإسمنت يولّد تيارا كهربائيا مثل بطارية صغيرة. وبالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه المادة بأنها لا تنتج الكهرباء فحسب، بل وتخزن الحرار أيضا دون إهدار لها.' يوصل الإسمنت العادي التيار قليلا بفضل الأيونات (جسيمات مشحونة)، لكنها تتحرك ببطء بسبب بنيته الكثيفة. وأضاف العلماء إليه طبقات من الهيدروجيل، وهي مادة ناعمة تشبه الجيلاتين تُصنع من بولي فينيل الكحول (PVA)، حيث تعمل هذه الطبقات كطرق سريعة لأيونات الهيدروكسيد (OH⁻) الحاملة للشحنة. بينما تعلق أيونات الكالسيوم (Ca²⁺) على حدود الإسمنت والهيدروجيل، مما يخلق فرقا في الحركة يعزز التيار الكهربائي، كما لو كان أحد الفريقين في قارب يجدف أسرع من الآخر. ولا ينتج هذا المركب الطاقة فحسب، بل ويخزنها مثل بطارية مدمجة مباشرة في الجدار. وتسمح هذه المادة -حسب العلماء- بتطوير رصيف يُضيء المصابيح، أو جسر يزود أجهزة استشعار تراقب التشققات بالطاقة، دون الحاجة إلى أسلاك أو بطاريات كهربائية. وتستفيد المادة من فرق درجات الحرارة بين الجدار المشمس والقبو البارد مثلا لتوليد تيار كهربائي.
رواتب السعودية
١٦-٠٤-٢٠٢٥
- رواتب السعودية
«كاوست» تتعاون مع «أرامكو» لتطوير بطاريات مقاومة للحرارة الشديدة
نشر في: 16 أبريل، 2025 - بواسطة: خالد العلي أعلنت جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) عن تعزيز شراكتها الوثيقة مع شركة أرامكو السعودية، إحدى أكبر شركات الطاقة والكيميائيات المتكاملة في العالم، لتطوير بطاريات مقاومة لدرجات الحرارة القصوى، مصممة خصيصًا للتطبيقات الجوفية والحرارة الشديدة في المملكة، بالإضافة إلى البيئات الباردة وحتى القارية المتجمدة .. وهو إنجاز ثوري في مجال ..البطاريات الساخنة.. التي تلبي ظروفاً تشغيلية متنوعة. وقال الدكتور محمد أرسلان، رئيس فريق الاستشعار المتقدم والروبوتات في مركز التنقيب وهندسة البترول ..إكسبك.. التابع لأرامكو ..معًا، نحن في طريقنا لتجاوز أبرز التحديات التقنية التي تواجه قطاع الطاقة..، مشيرا إلى أن خبرة أرامكو العريقة في العمليات التشغيلية تُكمّل الإمكانات البحثية المتقدمة التي تتمتع بها كاوست. من جانبه، أوضح البروفيسور حسام الشريف، رئيس مركز التميّز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين (CREST) في كاوست، والباحث الرئيسي في مشروع ..بطاريات البيئات الحارة..، أن المركز يفخر بالعمل مع أرامكو لمعالجة القضايا البيئية والجوفية الحرجة، قائلا: ..يكمن التحدي الرئيسي في تحديد الأقطاب الكهربائية والفواصل القادرة على تحمل درجات الحرارة العالية… وعلى الرغم من أن البطاريات القابلة لإعادة الشحن والمبنية على الليثيوم أصبحت الخيار المفضل لتشغيل مجموعة واسعة من الأجهزة والأدوات، إلا أنها عادة ما تتدهور عند درجات حرارة تتجاوز 60 درجة مئوية، مما يجعلها غير مناسبة للتطبيقات الجوفية في آبار النفط والغاز، حيث تتراوح درجات الحرارة بين 65 و200 درجة مئوية. ومع ذلك، يعمل مركز التميّز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين في كاوست، بالتعاون مع أرامكو، على تجاوز هذا التحدي عبر تطوير بطاريات جديدة قادرة على العمل بكفاءة في نطاق درجات حرارة يتراوح بين ما دون الصفر وحتى 130 درجة مئوية. وقال رئيس مركز التميّز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين (CREST) في كاوست، ..لن تؤدي هذه التقنية إلى تحقيق وفورات كبيرة في التكاليف في تطبيقات حقول النفط ومجال التنقيب والإنتاج فحسب، بل يمكنها أيضًا تحسين أداء البطاريات في أنظمة الشبكات والمركبات الكهربائية والتطبيقات ذات الصلة من خلال تقليل متطلبات التبريد وإطالة عمر البطارية وتخفيف المخاوف المتعلقة بالسلامة، ومن ثم تعزيز الكفاءة والموثوقية في قطاعات متعددة… وتعمل فرق البحث في كاوست وأرامكو على تطوير هذه البطاريات خصيصًا لتطبيقات إنتاج الطاقة تحت سطح الأرض. وفي الوقت ذاته، يهدف الباحثون أيضًا إلى ابتكار أقطاب كهربائية وإلكتروليتات جديدة تعزز من استقرار بطاريات ..الليثيوم أيون.. عند درجات حرارة تتراوح بين 10 و80 درجة مئوية، مما يجعلها مثالية للاستخدام في المركبات ذاتية القيادة (UAVs)، مع إمكانات واعدة لتخزين الطاقة على نطاق الشبكة والمركبات الكهربائية. وأشار الشريف إلى أنه من المتوقع أن يصل حجم سوق البطاريات المتنامي، بما في ذلك سلسلة التوريد بأكملها، إلى 400 مليار دولار بحلول عام 2030، وتهدف كاوست إلى تطوير أفضل دورات حياة ممكنة للبطاريات لتزدهر في البيئات القاسية، وأكد أن ..هذه مجرد البداية، فنحن نتوقع بشكل رئيسي أن تكون البطاريات هي المهيمنة في المملكة عاجلاً أم آجلاً، لذا علينا الاستعداد لذلك… تعمل ..كاوست بالتعاون مع @aramco لتعزيز حلول الطاقة المستدامة في المملكة. طور الباحثون ..بطاريات مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة لتناسب الظروف المناخية في السعودية، مما يتيح إمكانيات جديدة في مجال تخزين الطاقة، والمركبات الكهربائية والطائرات بدون طيار. كاوست (@KAUST_NewsAR) April 16, 2025 المصدر: عاجل
