{rfName}
Ma

Indexat a

Llicència i ús

Altmetrics

Grant support

This work was done in the framework of project TED2021-130959B-I00 (NEW-F-Tech) funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033/and by the European Union NextGenerationEU/PRTR. Additional support was provided by Khalifa University through project RC2-2019-007 to the Research and Innovation Center on CO2 and Hydrogen (RICH Center); and by AGAUR (SGR 2021-00738). C.G.A. acknowledges a FI-SDUR fellowship from the Catalan Government.

Anàlisi d'autories institucional

Llovell, FelixAutor (correspondència)

Compartir

4 d’agost de 2024
Publicacions
>
Article
No

Mapping the Flammability Space of Sustainable Refrigerant Mixtures through an Artificial Neural Network Based on Molecular Descriptors

Publicat a:Acs Sustainable Chemistry & Engineering. 12 (31): 11561-11577 - 2024-07-23 12(31), DOI: 10.1021/acssuschemeng.4c01961

Autors: Alba, Carlos G; Alkhatib, Ismail I I; Vega, Lourdes F; Llovell, Felix

Afiliacions

Khalifa Univ, Dept Chem & Petr Engn, POB 127788, Abu Dhabi, U Arab Emirates - Autor o coautor
Khalifa Univ, Res & Innovat Ctr CO2 & Hydrogen RICH Ctr, POB 127788, Abu Dhabi, U Arab Emirates - Autor o coautor
Univ Rovira & Virgili URV, Dept Chem Engn, ETSEQ, Tarragona 43007, Spain - Autor o coautor

Resum

As the EU's mandates to phase out high-GWP refrigerants come into effect, the refrigeration industry is facing a new, unexpected reality: the introduction of more flammable yet environmentally compliant alternatives. This paradigm shift amplifies the need for a rapid, reliable screening methodology to assess the propensity for flammability of emerging fourth generation blends, offering a pragmatic alternative to laborious and time-intensive traditional experimental assessments. In this study, an artificial neural network (ANN) is meticulously constructed, evaluated, and validated to address this emerging challenge by predicting the normalized flammability index (NFI) for an extensive array of pure, binary, and ternary mixtures, reflecting a substantial diversity of compounds like CO2, hydrofluorocarbons (HFCs), hydrofluoroolefins (HFOs), six saturated hydrocarbons (sHCs), hydroolefins (HOs), and others. The optimal configuration ([61 (I) x 14 (HL1) x 24 (HL2) x 1 (O)]) demonstrated a profound fit to the data, with metrics like R-2 of 0.999, root-mean-square error (RMSE) of 0.1735, average absolute relative deviation (AARD)% of 0.8091, and SDav of +/- 0.0434. Exhaustive assessments were conducted to ensure the most efficient architecture without compromising the accuracy. Additionally, the analysis of the standardized residuals (SDR) and applicability domain (AD) exhibited fine control and consistency over the data points. External validation using quaternary mixtures further attested to the model's adaptability and predictive capability. The exploration into the relative contribution of descriptors led to the identification of 23 significant sigma descriptors derived from conductor-like screening model (COSMO), responsible for 90.98% of the total contribution, revealing potential avenues for model simplification without a substantial loss in predictive power. Moreover, the model successfully predicted the behavior of prospective industry-relevant mixtures, reinforcing its reliability and opening the door to experimentation with untested blends. The results collectively manifest the developed ANN's efficiency, robustness, and adaptability in modeling flammability, catering to the demands of industry standards, environmental concerns, and safety requirements.

Paraules clau

AlternativesApplicability domainArtificial neural networksCosmo-rsEutectic solventsFlammabilityGwpHydrocarbonIndustry cooling demandIndustry cooling demandsIonic liquidsLow-gwp refrigerantsLow-gwprefrigerantsNext-generationNormalized flammability indexNormalized flammabilityindexQsar modelQuantitative predictionValidation

Indicis de qualitat

Impacte bibliomètric. Anàlisi de la contribució i canal de difusió

El treball ha estat publicat a la revista Acs Sustainable Chemistry & Engineering a causa de la seva progressió i el bon impacte que ha aconseguit en els últims anys, segons l'agència WoS (JCR), s'ha convertit en una referència en el seu camp. A l'any de publicació del treball, 2024 encara no hi ha indicis calculats, però el 2023, es trobava a la posició 24/175, aconseguint així situar-se com a revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoria Engineering, Chemical.

Independentment de l'impacte esperat determinat pel canal de difusió, és important destacar l'impacte real observat de la pròpia aportació.

Segons les diferents agències d'indexació, el nombre de citacions acumulades per aquesta publicació fins a la data 2025-07-22:

  • WoS: 7
  • Scopus: 6

Impacte i visibilitat social

Des de la dimensió d'influència o adopció social, i prenent com a base les mètriques associades a les mencions i interaccions proporcionades per agències especialitzades en el càlcul de les denominades "Mètriques Alternatives o Socials", podem destacar a data 2025-07-22:

  • L'ús d'aquesta aportació en marcadors, bifurcacions de codi, afegits a llistes de favorits per a una lectura recurrent, així com visualitzacions generals, indica que algú està fent servir la publicació com a base del seu treball actual. Això pot ser un indicador destacat de futures cites més formals i acadèmiques. Aquesta afirmació està avalada pel resultat de l'indicador "Capture", que aporta un total de: 11 (PlumX).

Amb una intenció més de divulgació i orientada a audiències més generals, podem observar altres puntuacions més globals com:

    Anàlisi del lideratge dels autors institucionals

    Aquest treball s'ha realitzat amb col·laboració internacional, concretament amb investigadors de: United Arab Emirates.

    Hi ha un lideratge significatiu, ja que alguns dels autors pertanyents a la institució apareixen com a primer o últim signant, es pot apreciar en el detall: Primer Autor (Alba, Carlos G) i Últim Autor (Llovell Ferret, Fèlix Lluís).

    l'autor responsable d'establir les tasques de correspondència ha estat Llovell Ferret, Fèlix Lluís.