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Experimental evaluation and energy analysis of a two-step water splitting thermochemical cycle for solar hydrogen production based on La0.8Sr0.2CoO3-? perovskite

Publicado en:International Journal Of Hydrogen Energy. 47 (97): 41209-41222 - 2022-12-15 47(97), DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.03.077

Autores: Orfila, M; Linares, M; Perez, A; Barras-Garcia, I; Molina, R; Marugan, J; Botas, J A; Sanz, R

Afiliaciones

Chemical and Environmental Technology Department, Rey Juan Carlos University, C/ Tulipán, s/n, Móstoles, 28933, Spain - Autor o Coautor
Chemical, Energy and Mechanical Technology Department, Rey Juan Carlos University, C/ Tulipán, s/n, Móstoles, 28933, Spain - Autor o Coautor
Rey Juan Carlos Univ, Chem & Environm Technol Dept, C Tulipan S-N, Mostoles 28933, Spain - Autor o Coautor
Rey Juan Carlos Univ, Chem Energy & Mech Technol Dept, C Tulipan S-N, Mostoles 28933, Spain - Autor o Coautor

Resumen

A study of the hydrogen production by thermochemical water splitting with a commercial perovskite La0.8Sr0.2CoO3-?(denoted as LSC) under different temperature conditions is presented. The experiments revealed that high operational temperatures for the thermal reduction step (>1000 °C) implied a decrease in the hydrogen production with each consecutive cycle due to the formation of segregated phases of Co3O4. On the other hand, the experiments at lower thermal reduction operational temperatures indicated that the material had a stable behaviour with a hydrogen production of 15.8 cm3 STP/gmaterial·cycle during 20 consecutive cycles at 1000 °C, being negligible at 800 °C. This results comparable or even higher than the maximum values reported in literature for other perovskites (9.80–10.50 STP/gmaterial·cycle), but at considerable lower temperatures in the reduction step of the thermochemical cycle for the water splitting (1000 vs 1300–1400 °C). The LSC keeps the perovskite type structure after each thermochemical cycle, ensuring a stable and constant H2 production. An energy and exergy evaluation of the cycle led to values of solar to fuel efficiency and exergy efficiency of 0.67 and 0.36 (as a percentage of 1), respectively, which are higher than those reported for other metal oxides redox pairs commonly found in the literature, being the reduction temperature remarkably lower. These facts point out to the LSC perovskite as a promising material for full-scale applications of solar hydrogen production with good cyclability and compatible with current concentrating solar power technology. © 2022 The Author(s)

Palabras clave
ceriaexergy analysish2operovskitethermochemical water splittingthermodynamic analysisA-stableEfficiencyExergyExergy analysisExperimental evaluationHydrogen productionLanthanum compoundsMaterial cycleOperational temperaturePerovskiteSolar energySolar hydrogen productionSolar power generationStrontium compoundsTemperatureThermal reductionThermo-chemical water splittingThermoanalysisThermochemical cyclesThermochemical water splittingThermodynamic analysis

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista International Journal Of Hydrogen Energy 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, 2022, se encontraba en la posición 7/30, 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 de las Citas Mundiales proporcionadas por WoS (ESI, Clarivate), arroja un valor para la normalización de citas relativas a la tasa de citación esperada de: 2.03. Esto 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: ESI 14 Nov 2024)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 2.54 (fuente consultada: FECYT Feb 2024)
  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 3.05 (fuente consultada: Dimensions Apr 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-04-26, el siguiente número de citas:

  • WoS: 14
  • Scopus: 18
  • OpenCitations: 15
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 2025-04-26:

  • 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: 50 (PlumX).

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.
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 (Orfila del Hoyo, María) y Último Autor (Sanz Martín, Raúl).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Linares Serrano, María.