From a small ceramic and pottery shop in the Palestinian city of Hebron, Hussam Al-Sharif set out to master the basics of the profession practiced by his parents and grandparents, and then take his professional potential and graduate studies in the United States and Saudi Arabia to the horizons of creativity and innovation in materials science to become one of the world's leading researchers specialized in this vital science, and one of the academics whose in-depth studies are cited around the world.
The passion of that researcher for the profession of parents and grandparents prompted him to set off for the United States after completing his secondary stage in Palestine, to land at the New York College of Ceramics of Alfred University, where he obtained a bachelor's degree in ceramic engineering, and then continued his scientific ambition to obtain a master's degree in materials science and engineering from North Carolina State University in the United States, and then obtain a doctorate in that specialization from the same university.
He majored in materials science and engineering in the United States, worked for international companies, and landed at KAUST as an academic and distinguished researcher.
After graduating with his Ph.D., Dr. Al-Sharif went on to work as a postdoctoral fellow at Sandia National Laboratories in the United States. He then spent the next ten years working in the semiconductor industry at a number of major companies, such as Micron Technology and Texas Instruments. After two years on the faculty at the University of Texas in Dallas, Dr. Al-Sharif moved to the Arab world in 2009 to work in the Department of Physical Science and Engineering at King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Saudi Arabia. University of Texas بدالاس، انـتـقل الـدكتـور الـشريف إلى الوطن العربي في عام 2009 ليعمل في قسم العلوم والھندسة الفیزیائیة بجامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (KAUST) في المملكة العربية السعودية.
Renewable Energy and the Climate Crisis
Dr. Al-Sharif, who won the Kuwait Prize awarded by the Kuwait Foundation for the Advancement of Sciences (KFAS) in 2018, says that throughout the centuries-old history of mankind, man has been constantly moving from dependence on one form of energy to another. Humanity, for example, has moved from using wood as a primary source of energy to coal, then to fossil fuels, natural gas and nuclear power.
The current energy transition is driven not primarily by economic factors but by the climate crisis that threatens our existence on the planet.
ويضيف الدكتور الشريف في لقاء خاص مع مجلة (التقدم العلمي) إن هذا التحول في استخدام الطاقة كان مدفوعاً على الدوام بعدد من العوامل الاقتصادية والحاجة إلى إتاحة حصول شرائح أوسع من السكان على الطاقة مع النمو السكاني المطرد، “لكننا نمر حاليًا بنوع مختلف من انتقال الطاقة؛ فالتحول الحالي للطاقة ليس مدفوعاً في المـقام الأول بالــعـوامـل الاقــتـصاديـة بل بسـبـب أزمة المناخ التي تهدد وجودنا ذاته على هذا الكوكب. فقد أدت الكميات الهائلة من الوقود الأحفوري الذي نحرقه إلى إطلاق كميات كبيرة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي أدت بـدورها إلى ارتـفـاع درجات الحـرارة العـالمية وارتـفاع مستويات سطح البحر”.
ويـحـذر من اسـتـمـرار مـواصـلة الـبـشرية الـسير في أنشطتها المتنوعة وفق هذا المعدل، لأنه “ربما تصبح العديد من المناطق على كوكبنا غير صالحة للسكن قريبًا. وهذا الأمر يستدعي من الحكومات والشعوب في جميع أنحاء العالم اتخاذ إجراءات فورية لعكس هذا الاتجاه لمساعدتنا على الحفاظ على كوكبنا. وتتطلب مواجهة هذا التحدي جهوداً كـبـيرة ومتنوعة، بـما في ذلك اعـتماد سيـاسات بيئية واقتصادية جديدة، وتغيير سلوكنا الاستهلاكي، وابتكارات تكنولوجية، والتعاون بين المعنيين بذلك في جميع أنحاء العالم”.
Dr. Al-Sharif focuses his current research on the field of technological innovation, and believes that the current energy transitions should see efforts to develop sustainable energy sources such as solar and wind energy, carbon dioxide mitigation and conversion programs, energy storage technologies, green hydrogen, advanced cooling technologies, and recycling and reuse programs.
Researchers have made significant progress in deploying renewable energy generation devices such as solar and wind to generate electricity. Over the past few years, the price of electricity generated from solar energy has become cheaper than the price of electricity generated from fossil fuels. But one of the drawbacks of solar and other renewable energy generation technology, Dr. Sharif says, is that they are inherently unsteady: the sun doesn't rise at night and the wind doesn't blow every day. For this reason, these new energy sources must be coupled with energy storage systems such as batteries. The battery market is expected to reach about $500 billion by 2050. The truth is that without energy storage, humanity will not be able to harness the full potential of renewable energy systems.
Dr. Al-Sharif and his research team at KAUST are focused on developing advanced batteries for renewable energy systems. The batteries used mainly today are lithium-ion batteries. Over the past twenty years, these batteries have been a huge success in the field of portable electronic devices and are now transforming the automotive industry. However, it suffers from some disadvantages that are expected to worsen over time. The limited supply of lithium ion and its uneven distribution in the world has led to a significant increase in the price of lithium recently. In addition, lithium-ion batteries are inherently unsafe because they use flammable electrolytes. Also, if we want to completely eliminate carbon emissions from the electrical grid, using a lithium-ion battery as a storage solution is not possible due to its high cost.
Many areas of the world may soon become uninhabitable, calling for immediate action to reverse this trend to help us preserve our planet.
ويعمل الدكتور الشريف حاليا على “تطوير بطاريات مائية تتسم بالعديد من المزايا مقارنة ببطاريات أيون الليثيوم. فالإلكترولَيْتات المائية تعد آمنة وصديقة للبيئة، كما أن تكلفتها أقل. وركزت وأعضاء فريق العمل على تطوير الإلكتروليتات ومواد القطب الكهربائي – الإلكترود – التي توفر كثافة طاقة عالية مناسبة للتطبيقات على نطاق الشبكة الكهربائية. كما ركزنا على وجه الخصوص على بطاريات الزنك، وحققنا العديد من الاختراقات في تصميم الإلكترود والإلكترولَيْت في هذه التكنولوجيا. إضافة إلى ذلك، عمل الفريق على تطوير بطاريات أيون الصوديوم Na ion. فالصوديوم أكثر وفرة بكثير من الليثيوم وهو موجود بكميات كبيرة في العديد من الأماكن في العالم. وتنتج المملكة العربية السعودية، على سبيل المثال، الصوديوم كمنتج ثانوي لعملية تحلية المياه”.
إضافة إلى ذلك، فإن الدكتور الشريف يعمل على تكييف الكربون المشتق من النفط لاستخدامه كمادة لصنع المِصعَد (الأنود Anode) لبطاريات أيون الصوديوم. وعلى الرغم من أن بطاريات أيون الصوديوم تحتوي على كثافة طاقة أقل من الليثيوم، فإنها يمكن أن تكون مناسبة للتطبيق على نطاق واسع لأن تصنيعها أقل تكلفة. و”أعمل مع الفريق على تطوير مكثفات كهروكيميائية دقيقة لتخزين الطاقة على رقائق، وهي وحدات طاقة متكاملة يمكن استخدامها لأجهزة الاستشعار التي تعمل بالطاقة الذاتية في إنترنت الأشياء وتطبيقات شبكات الاستشعار”.
Electronic Devices Materials
Dr. Al-Sharif worked for about ten years in the semiconductor industry sector in a number of companies, during which he contributed to the development of new materials and processes, many of which entered into the development of production volumes, which brought added value to these companies.
Dr. Al-Sharif focuses his research on the field of technological innovation and believes that the current energy transitions should witness vigorous efforts to develop sustainable energy sources.
وعن ذلك يقول الدكتور الشريف “استُخدمت رقائق أشباه الموصلات التي طورتها في خوادم صن مايكروسيستمز Sun Microsystems وهواتف نوكيا Nokia والحواسيب الشخصية لعدد من الشركات الأخرى”.
وحالياً يعمل الدكتور الشريف ضمن فريق بحثي “لرسم خارطة طريق أشباه الموصلات في المملكة العربية السعودية، لاسيما بعد أن جعلت اضطرابات سلسلة التوريد العديد من البلدان تدرك أنها بحاجة إلى شكل من أشكال صناعة أشباه الموصلات الأصلية، ونأمل أن يؤدي هذا إلى حقبة جديدة في منتجات أشباه الموصلات في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا”.
Materials Science Curricula
ويبدو أن عمل الدكتور الشريف في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية أحدث نقلة نوعية في مسيرته المهنية، ويقول عن ذلك “لقد كنت محظوظًا للمشاركة في بناء أحد أنجح أقسام علوم وهندسة المواد في منطقة الشرق الأوسط. فمنذ انضمامي إلى جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في عام 2009، شاركت في كل جانب من جوانب تصميم المناهج الدراسية واستقطاب أعضاء هيئة التدريس ووضع اللوائح الداخلية وجعلِ برنامجنا مشاركاً في الفعاليات الإقليمية والعالمية. وأنا فخور بأن شبكتنا للأبحاث التعاونية تغطي كل جزء من العالم تقريباً، بما في ذلك الولايات المتحدة الأمريكية والصين وأوروبا وكوريا وأستراليا والشرق الأوسط وإفريقيا”.
Dr. Al Sharif recently received further encouragement after several universities from across the region approached him for advice on setting up new materials science and engineering departments. Several programmes have already been established that bode well for this emerging field.
He believes that innovations in materials science can help us meet the enormous challenges before us in the world today. Water scarcity, high levels of carbon dioxide, pollution, renewables and personalized health care depend heavily on the availability of improved materials. Today's challenges are becoming increasingly difficult and require a multidisciplinary way of thinking. Through innovation and collaboration, we can deliver material solutions that will undoubtedly make meaningful progress in solving our toughest problems. Materials science is the biggest common denominator in many fields and applications, so we need to strengthen materials science institutions and attract aspiring and enthusiastic materials scientists.
Dr. Al-Sharif develops hydro-fuel batteries that have many advantages over lithium-ion batteries, especially because they are safe, environmentally friendly and affordable.
A Message to Future Generations
According to Dr. Al-Sharif, humanity is currently facing global problems that transcend geographical and political boundaries (in the fields of water, food, pollution and energy). Solving these problems requires that ambitious young scientists and engineers work together in genuine and effective collaborations. This is more important today than ever, along with dedication and hard work.
ويوجه رسالة إلى الأجيال القادمة مفادها “أن يبني كل شخص شبكته الخاصة. الشبكة هذه الأيام هي صافي ثروتك. إن أهم الأصول التي تمتلكها بعد شهادتك هي شبكتك. وإنشاء شبكة قوية وحيوية من الأصدقاء والزملاء المتحمسين لعلوم المواد هو إحدى أفضل النصائح التي يمكنني تقديمها للطلبة الذين يدرسون علوم المواد حاليا. ومن أفضل الطرق لبناء هذه الشبكات هو العمل التطوعي والانتماء إلى المجتمعات المختصة على المستويين الإقليمي والعالمي. لقد كنت محظوظاً لكوني جزءاً من مجتمع علوم المواد لسنوات عديدة، فقد أتاح لي هذا تكوين صداقات كثيرة خلال مسيرتي”.
We are working as part of a research team to draw a semiconductor roadmap in Saudi Arabia due to the urgent need for it, especially after the recent supply chain disruptions
وعن الدور الذي تؤديه مؤسسة الكويت للتقدم العلمي، والجوائز التي تمنحها سنويا للباحثين الكويتيين وزملائهم العرب يقول الدكتور الشريف: “أود أن أتقدم بخالص شكري لمؤسسة الكويت للتقدم العلمي على الجهد الهائل الذي تستثمره في تعزيز العلوم والعلماء في العالم العربي. كان الفوز بجائزة الكويت من أكثر اللحظات التي أفتخر بها في مسيرتي المهنية. وسيكون هذا النوع من التشجيع والاحتفاء بالعلماء العرب بمثابة محفز للأجيال الجديدة للانضمام إلى مجتمع العلوم والهندسة، وهو أمر ضروري جداً لمواجهة التحديات الهائلة في منطقتنا والعالم”.
Abdullah Badran's dialogue
Biography and Career
- • Dr. Al-Sharif grew up in Hebron, Palestine. His grandfather and uncles ran pottery shops that later evolved into small local ceramic workshops. He mastered the craft of ceramics at the age of nine and worked for a short time on glazing and ceramic grilling.
- • He received his bachelor's degree in ceramic engineering from the New York School of Ceramics at Alfred University, followed by his master's and doctorate in materials science and engineering from North Carolina State University.
- • After graduating from his doctorate, he worked as a postdoctoral fellow at Sandia National Laboratories, United States. He then spent the next ten years working in the semiconductor industry at a number of major companies, such as Micron Technology and Texas Instrument.
- • He worked as a professor of materials science and engineering at the University of Texas Dallas.
- • In 2009, he began working at KAUST in Saudi Arabia, is a professor and principal investigator in the University's Nanomaterials and Functional Devices Laboratory, and served as the head of its Materials Science and Engineering Department.
- فاز بجائزة (الكويت) في عام 2018 عن أبحاثه في مجال تخزین الطاقة وابتكاره لأجھزة تخزین الطاقة مثل البطاریات والمكثفات.
- • He won the Kuwait Award in 2018 for his research in the field of energy storage and his innovation of energy storage devices such as batteries and capacitors.
- • He won the Abdul Hameed Shoman Award in 2015 for his research in energy, water and environmental technologies.
- • He won the 2018 KAUST Award for Excellence in University Teaching.
- • Fellowship in several international societies, including the American Physical Society, the Institute of Physics of the United Kingdom, and the Royal Society of Chemistry.
- • A researcher cited in materials science research, his research recorded more than 40,000 citations, while the citation factor (h-index) reached 107.
- • He has published more than 520 articles and obtained more than 70 patents.
- • He supervised 26 doctoral theses and six master's theses.