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Asenjo-Pascual JAutor (correspondencia)Mauleon PAutor o CoautorAvilés-Moreno JrAutor o CoautorOcon PAutor o Coautor
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DFT calculation, a practical tool to predict the electrochemical behaviour of organic electrolytes in aqueous redox flow batteries

Publicado en:JOURNAL OF POWER SOURCES. 564 232817- - 2023-04-30 564(), DOI: 10.1016/j.jpowsour.2023.232817

Autores: Asenjo-Pascual, Juan; Salmeron-Sanchez, Ivan; Mauleon, Pablo; Agirre, Maddalen; Lopes, Ana Catarina; Zugazua, Oihane; Sanchez-Diez, Eduardo; Aviles-Moreno, Juan Ramon; Ocon, Pilar

Afiliaciones

Basque Res & Technol Alliance BRTA, Ctr Cooperat Res Alternat Energies CIC EnergiGUNE, Alava Technol Pk,Albert Einstein 48, Vitoria 01510, Spain - Autor o Coautor
Basque Research and Technology Alliance (BRTA) - Autor o Coautor
Basque Research and Technology Alliance (BRTA) , Ikerbasque, Basque Foundation for Science , Universidad del Pais Vasco - Autor o Coautor
IKERBASQUE Basque Fdn Sci, Plaza Euskadi 5, Bilbao 48009, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Dept Appl Phys Chem, Madrid, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Dept Organ Chem, Madrid, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Inst Adv Res Chem Sci IAdChem, C-Fco Tomas & Valiente 7, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
Univ Basque Country, UPV EHU, Dept Phys Chem, Macromol Chem Grp LABQUIMAC,Fac Sci & Technol, Barrio Sarriena S-N, Leioa 48940, Spain - Autor o Coautor
Universidad Autónoma de Madrid - Autor o Coautor
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Resumen

Herein, a computational predictive tool for redox flow batteries based on NBO and ADCH charge distribution studies is presented and supported by experimental evidence. Using highly water soluble (>2 M) non-planar 2,2′-bipyridinium salts as a case of study, this work presents a DFT protocol that successfully predicts the stability and forecasts their potential application as active materials for Aqueous Organic Redox Flow Batteries (AORFB). An initial theoretical-experimental characterization of selected bipyridines served to determine the effect of the ring size, geometry, and electron density on the physico-chemical properties of the materials. Nonetheless, the NBO and ADCH charge analyses were essential tools to understand the stability of the reduced species in terms of electronic delocalization and the importance of the molecular design on the stability of electrolyte for AORFB. Based on these results, the cell performance of seven-membered 2,2′-bypiridinium salt, (2), and m-Me substituted homologous, (4), were compared. The significantly lower capacity decay rendered by compound 4 based electrolyte, (0.35%/cycle) compared with compound 2 based electrolyte, (0.71%/cycle) was in good agreement with the predicted stability. The aim of this work is to highlight the powerful synergy between DFT calculations and organic chemistry in predicting the behaviour of different negolytes.

Palabras clave
adch charge analysisbipyridine negolytesdft calculationsexchangenbo delocalizationpotentialsstabilityAdch charge analysisAnolyte materialsAqueous organic redox flow batteriesBipyridine negolytesDft calculationsNbo delocalization

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista JOURNAL OF POWER SOURCES debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2023, se encontraba en la posición 6/45, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Electrochemistry.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir del Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions, arroja un valor de: 2.85, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: Dimensions May 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-05-17, el siguiente número de citas:

  • WoS: 4
  • Scopus: 7
  • OpenCitations: 5
Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-05-17:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 28.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 28 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 1.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 3 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://repositorio.uam.es/handle/10486/706909
Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (ASENJO PASCUAL, JUAN) y Último Autor (OCON ESTEBAN, PILAR).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido ASENJO PASCUAL, JUAN.