King Abdullah University of Science and Technology
BEACON املنـارة at Thuwal, Kingdom of Saudi Arabia
May 2013 / Rajab 1434 Volume 3, Issue No. 9
the
www.kaust.edu.sa
Prof. Andrea Fratalocchi
مجع الطاقة باستخدام مبدأ CHAOS العشوائية
قام باحثون من فريق بريمااليت بقيادة البرفسور أندريا فراتالوتشي بقسم الهندسة الكهربائية بجامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية بدراسة رائده عن تقنية انتشار الموجات في األنظمة ذات وقد نشرت.التركيب المعقد بهدف تجميع الطاقة Cha�“ “هذه الدراسة مؤخرًا في ورقة بحثية بعنوان os-Assisted, Broadband trapping of Light in Nature Pho� ” في مجلة,Optical Resonatorss حيث قام البرفسور فراتالوتشي من جامعةtonics الملك عبداهلل بكتابتها باإلشتراك مع اثنين من طالبه لدرجة الدكتوراه وهم الطالب ليو و والطالب .موليناري باإلضافة إلى عدد من علماء االخرين Chaos وتوضح الورقة أن دوائر الرنين العشوائية يمكنها تخزين ستة أضعاف الطاقة التي تستطيع .دوائر الرنين التقليدية تخزينها وقال بروفسور فراتالوتشي "قمنا مؤخرًا بتطوير تقنية جديدة وهامة جدًا لتجميع الطاقة من مبدأ العشوائية ونعمل على تطوير تصميم جديد للمواد.Chaos يمكن هذا التصميم من القدرة على رفع أداء ّ بما ويمكن أن يؤدي.امتصاص الطاقة من النظم القائمة ."ذلك الى ابتكار جيل جديد من الخاليا الشمسية 6 تتمه صفحة
Primalight Research Group Harvest Energy from Chaos Researchers working as part of Professor
“Hydrogenation is one of the most important reactions in chem- يصف األستاذ المشارك في علوم الكيمياء وأحد أعضاء مركز أبحاث التحفيز istry,” explains Luigi Cavallo, Associate Professor of Chemical
Science and a member of KAUST’s Catalysis Research Center, “but hydrogen can be a lot of trouble.” Hydrogen’s troublesome nature lies in the fact that it is explosive and flammable, specifically when used in large quantities. In a recently published paper appearing on the cover and in the March 27 issue of the Journal of the American Chemical Society, Prof. Cavallo and co-authors from the University of St Andrews (UK) and the Universitat de Girona (Spain) examined the difficulties of hydrogenation, isolating a hydridoformatopalladium complex, [Pd{OC(O)H}(H)(IPr)(PCy3)], which can be used to carry out catalytic transfer hydrogenation, a “viable alternative,” the researchers note, to the classical reduction pathway using potentially danger-
Andrea Fratalocchi’s Primalight group in the
ous molecular hydrogen. The paper can be accessed at http://pubs.
Electrical Engineering program have conducted
acs.org/doi/pdf/10.1021/ja311087c.
groundbreaking work on wave propagation in
The use of molecular hydrogen to hydrogenate a substrate has
complex systems. The core application of this
many applications across diverse industries, including oil and gas,
technology resides in the harvesting of energy.
chemicals, food, and pharmacy. For example, hydrogenation is
A paper co-authored by Prof. Fratalocchi, his
commonly used to change fats that are liquid at room temperature
PhD students C. Liu and D. Molinari, and other
into solids, such as margarine, and is a very popular process in the
collaborators was recently published in Nature
food industry, where hydrogenated fats are used to prolong foods’
Photonics and demonstrates how chaotic reso-
shelf life by preventing rancidity.
nators can store six times the amount of energy
In catalytic transfer hydrogenation, hydrogen is “kept quiet,” says Prof. Cavallo, by storing it in other molecules, such as for-
as conventional resonators. “We recently developed a very new and
mic acid. Formic acid is found in nature in the bites and stings
important technology to harvest energy
of insects, but it can also be manufactured cheaply and easily in
from chaos. We’re developing a novel
industry, and thus is readily available. A catalyst is used to liber-
material design capable of increasing the
ate hydrogen from the “storage” molecule, and normally a second
performance, in terms of broadband energy
catalyst must then be employed to use the liberated hydrogen in
absorption, of existing systems. This for
the media for hydrogenation purposes. “Formic acid is also consid-
example could lead to a new generation of
ered a viable molecule for hydrogen storage in energy-related fields,
solar cells,” said Prof. Fratalocchi.
such as using hydrogen to run a car,” Prof. Cavallo notes.
ENERGY FROM CHAOS | Continued on p3
Tandem Catalyst | Continued on p7
INSIDE:
News 1-3
اهلدرجة باستخدام احلافز الرتاديف
Hydrogenation Using a Tandem Catalyst
الكيميائي في جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية الدكتور لويجي كافالو إال أنها ال تخلوا، الهدرجة بأنها " تعتبر واحدة من أهم التفاعالت الكيميائية وتكمن تلك المتاعب في الطبيعة المزعجة للهيدروجين حيث."من المتاعب .أنه متفجر وله قابلية كبيرة لالشتعال خصوصًا عند استخدامه بكميات كبيرة مؤخرا بنشر ورقةJournal of the American Chemical Society وقامت مجلة مارس وشارك في كتابتها الدكتور كافالو27 بحث على صدر صفحاتها في عدد مع باحثين آخرين من جامعة سانت اندروز (المملكة المتحدة) و جامعة دي وتشرح هذه الورقة صعوبات الهدرجة وعملية عزل مركب.)جيرونا (إسبانيا )] المعقد الذي يمكنPd{OC(O)H}(H)(IPr)(PCy3[ هيدريدوفورماتوباالديوم استخدامه في عملية هدرجة نقل الحفاز(كبديل مناسب) عن االستخدام ولإلطالع على ورقة البحث يرجى.التقليدي للهيدروجين الجزيئي العالي الخطورة .http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja311087c :زيارة الرابط التالي وتدخل عملية الهدرجة باستخدام الهيدروجين الجزيئي في العديد من ،التطبيقات والصناعات المتنوعة بما في ذلك صناعات النفط والغاز الطبيعي تستخدم الهدرجة، فعلى سبيل المثال. والصيدلة، والغذاء،والمواد الكيميائية عادة لتغير حالة الدهون التي تكون سائلة في درجة حرارة الغرفة الى صلبة ً وتستخدم أيضًا و بكثرة في الصناعات الغذائية.كما هو الحال في السمن .إلطالة مدة صالحية األطعمة المعلبة والمغلفة ال عن طريق احتوائه ً ويتم في عملية هدرجة نقل الحفاز إبقاء الهدروجين خام مثل حامض الفورميك الموجود في الطبيعة في لسعات،في جزيئات أخرى و يمكن ايضًا انتاجه صناعيًا بطرق غير مكلفة مما يجعله،ولدغات الحشرات كما يتم استخدام مادة محفزة لتحرير الهيدروجين من.متاحًا بسهولة وعادة يقتضي ذلك وجود مادة محفزة ثانية لتمكين،الجزيء الذي يحتويه و.استخدام الهيدروجين المحرر في األوساط الكيميائية ألغراض الهدرجة "يشكل حمض الفورميك أيضا جزيء مناسب:يضيف الدكتور كافالو قائال مثل،الحتواء و تخزين الهيدروجين في المجاالت ذات الصلة بالطاقة ."استخدام الهيدروجين لتشغيل السيارة واكتشف الباحثون عبر استخدام تقنية مطياف الرنين المغناطيسي النووي أن pal� مركبات الباالديوم الحلقية المحتوية على حلقات كاربين غير متجانس ة تشكل محفزاتladium tricyclohexylphosphine N-heterocyclic carbene ترادفيه في أوساط التفاعالت الكيميائية وتستطيع تحرير الهيدروجين من وقد تم هدرجة المركبات.حمض الفورميك ثم استخدامه في هدرجة األوساط 7 تتمه صفحة
Research 4-7
Community 8