Utilizing MOFs-Modified Electrodes for Hydrogen Production from a variety of Produced Water. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Mona Omar Daghistany Thesis- Final version-Approved.pdf - Submitted Version Restricted to Repository staff only until 5 April 2027. Download (10MB)

Arabic Abstract

تركّز هذه الدراسة على تطوير محفزات كهربائية قائمة على الأطر المعدنية العضوية (MOFs) لإنتاج الهيدروجين، وذلك باستخدام المياه الناتجة عن عمليات استخراج النفط – وهي مورد غير مستغل بالشكل الكافي – كإلكتروليت بديل. تم اختيار أطر MOFs المعتمدة على عنصر الزركونيوم، وبشكل خاص UiO-67 وMOF-808، وتعديلها بالكوبالت والنيكل عن طريق الترسيب الكهروكيميائي لتحسين أداء تفاعل تحلل الماء لإنتاج الهيدروجين (HER) في بيئات مائية معقدة. وقد تم استخدام تقنيات تحليل بنيوية وكهروكيميائية مثل حيود الأشعة السينية (PXRD)، وقياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء (FTIR)، والمجهر الإلكتروني (SEM)، والتحليل الفولتميتري لتقييم سلوك المواد المحفزة. تُعد هذه الدراسة من أوائل الأبحاث التي تختبر كفاءة أقطاب MOF في كل من المياه المنتجة الصناعية المُحضرة مخبرياً والمياه المنتجة الحقيقية، مما يجعلها خطوة رائدة في هذا المجال. وتهدف بشكل أساسي إلى الابتكار في المواد، مع التركيز على معالجة تحديين عالميين رئيسيين: ندرة المياه النقية المستخدمة في التحليل الكهربائي، والحاجة إلى مصادر طاقة مستدامة. ومن المتوقع أن تسهم النتائج المرتقبة في توجيه التطورات المستقبلية في تكنولوجيا الهيدروجين من خلال إثبات إمكانية استخدام المياه المنتجة كمصدر دائري وفعّال لإنتاج الهيدروجين الأخضر، مما يضع الأساس لتقنيات إنتاج هيدروجين اقتصادية وقابلة للتوسع وصديقة للبيئة

English Abstract

This research focuses on developing metal-organic framework (MOF)-based electrocatalysts for hydrogen production using produced water—an underutilized byproduct of oil and gas extraction—as an alternative electrolyte. By exploring zirconium-based MOFs, particularly UiO-67 and MOF-808, and modifying them with cobalt and nickel through electrochemical deposition, the study aims to enhance hydrogen evolution reaction (HER) performance in complex water matrices. Structural and electrochemical characterization methods such as PXRD, FTIR, SEM, and voltammetric analysis will guide the assessment of catalytic behavior. The project marks a pioneering effort in testing both synthetic and real produced water for HER applications, making it among the first studies to evaluate MOF-based electrodes under such chemically challenging conditions. The main aim of this research not only on material innovation but also on addressing two major global challenges: the scarcity of clean water for electrolysis and the need for sustainable energy sources. Overall, the anticipated findings are expected to significantly influence future directions in hydrogen technology by validating produced water as a viable, circular input for green hydrogen systems to lay the groundwork for cost-effective, scalable, and environmentally responsible hydrogen production technologies.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemistry
Thesis Advisor:	Abdulrahman Al-betar,
Thesis Co-Advisor:	Abdul Malik Peedikakkal,
Thesis Committee Members:	Abdul Malik Peedikakkal, Saheed Ganiyu,
Depositing User:	MONA DAGHISTANY (g202301470)
Date Deposited:	09 Apr 2026 07:50
Last Modified:	09 Apr 2026 07:50
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144115