Зберігання енергії в матеріалі зі зміною фази відіграє важливу роль у підвищенні енергоефективності та використанні відновлюваної енергії. Останніми роками матеріали з фазовою зміною (PCM) для накопичення енергії та терморегуляції в обладнанні та будівлях були широко вивчені. Однак значна частина ПКМ одержується з промислових продуктів-на основі викопного палива, таких як парафін, а необроблені ПКМ стикаються з проблемами, зокрема витоками та обмеженою функціональністю. Інкапсуляційні матеріали, такі як спінений графіт, графен і мікрокапсули, зазвичай використовуються для упаковки PCM. Більшість цих матеріалів для капсулювання походять із похідних нафти, які характеризуються складними процесами підготовки, високою вартістю та значним забрудненням.
Тим часом на енергію з біомаси припадає 10–14% світового споживання енергії, вона є основним глобальним джерелом енергії та міжнародно визнаним джерелом відновлюваної енергії з нульовим-вуглецем. Матеріали з біомаси мають такі переваги, як сильна адсорбційна здатність, велика доступність, низька вартість і екологічність. Використовуючи переваги-стабілізації морфології активованого вугілля-з біомаси, виготовлені ПКМ можуть накопичувати більше теплової енергії під час фазових переходів, підтримуючи температуру навколишнього середовища в комфортному діапазоні для досягнення-ефектів енергозбереження та-зменшення викидів. Отже, дослідження матеріалів на основі-відновлюваної біомаси та розробка PCM із біо{11}}джерел представляють майбутні тенденції в галузі.
Щодо вибору матеріалів, пористі матеріали на біо-основі-з їхньою низькою вартістю, екологічною сумісністю та широкою сферою застосування-можуть ефективно слугувати допоміжними матеріалами для виготовлення -стабільних за формою біо-композитних PCM на основі біо-. Більшість допоміжних матеріалів для композитних ПКМ отримують із похідних нафти, що стикається з такими проблемами, як складні процеси підготовки, висока вартість і сильне забруднення. Враховуючи дефіцит викопного палива та проблеми з навколишнім середовищем, біо-допоміжні матеріали, завдяки їх здатності до біологічного розкладання та відновлюваності, є життєздатним рішенням і неминучою тенденцією. Велику кількість відновлюваних біо-матеріалів можна отримати з рослин, тварин і мікроорганізмів. Матеріали на основі природних біо{11}}пористих структур сприяють адсорбції ПКМ і спрощують приготування формо{12}}композитних ПКМ. Повне використання біо-ресурсів узгоджується зі стратегіями екологічного та сталого розвитку.
Біо-матеріали зазвичай містять багаті джерела вуглецю; за допомогою карбонізації та подальшої обробки їх пористі структури можна змінити. У біо-матеріалах із взаємопов’язаною пористою архітектурою поперечно-зв’язані вуглецеві мережі забезпечують теплопровідні шляхи, тоді як пористі структури пропонують просторове зберігання PCM. Використання біо-матеріалів певною мірою зменшує залежність від нафти.
Допоміжні матеріали з біомаси широко застосовуються у підготовці пористих функціональних матеріалів завдяки їх великій доступності, низькій вартості, екологічності та відновлюваності. PCM з біомаси демонструють такі переваги, як не-токсичність, не-корозійність і чудова біосумісність. Композитні PCM з біомаси демонструють прості процеси приготування, чудову продуктивність і контрольовану температуру. Проте поточні дослідження та розробки матеріалів з біомаси залишаються недостатніми. Необхідно продовжувати дослідження біомаси та її похідних матеріалів, а також нові методи приготування пористої біомаси PCM.
Майбутні перспективи:
Незважаючи на досягнення в композитних матеріалах для накопичення енергії зі зміною фази,-використанням великої доступності сировини з біомаси, чудовими характеристиками композитних PCM{1}}на основі біомаси та широким потенціалом застосування-зберігається кілька проблем.
(1) Витік під час фазових переходів тверда-рідина: потрібне проактивне дослідження прихованих властивостей біомаси та її похідних, щоб визначити оптимальні співвідношення складу та регулювати поведінку фазових переходів PCM біомаси.
(2) Складні процеси підготовки та високі витрати: інноваційні методи підготовки для біо-композитних ПКМ мають бути розроблені, щоб оптимізувати процеси та зменшити витрати.
(3) Обмежена функціональність і продуктивність: Дослідження повинні зосередитися на адаптації PCM біомаси для різноманітних сценаріїв застосування, розробці багатофункціональних варіантів для підвищення комплексної практичності.
