Skladištenje energije materijala sa promjenom faze igra značajnu ulogu u poboljšanju energetske efikasnosti i korištenju obnovljive energije. Poslednjih godina, materijali za promenu faze (PCM) za skladištenje energije i termičku regulaciju u opremi i zgradama su opsežno proučavani. Međutim, veliki dio PCM-a je izveden iz industrijskih proizvoda na bazi fosilnih goriva- kao što je parafinski vosak, a sirovi PCM-ovi se suočavaju s problemima uključujući curenje i ograničenu funkcionalnost. Materijali za enkapsulaciju kao što su ekspandirani grafit, grafen i mikrokapsule obično se koriste za PCM pakovanje. Većina ovih materijala za kapsuliranje potječe od naftnih derivata, koje karakteriziraju složeni procesi pripreme, visoki troškovi i značajno zagađenje.
U međuvremenu, energija biomase čini 10%-14% globalne potrošnje energije, služeći kao glavni globalni izvor energije i međunarodno priznata obnovljiva energija bez{2}}ugljika. Materijali od biomase pokazuju prednosti, uključujući snažan kapacitet adsorpcije, veliku dostupnost, nisku cijenu i ekološku prihvatljivost. Koristeći morfološke{5}}stabilizirajuće prednosti aktivnog uglja-iz biomase, proizvedeni PCM-ovi mogu pohraniti više toplotne energije tokom faznih prijelaza, održavajući temperaturu okoline u ugodnom opsegu kako bi postigli efekte -uštede energije i smanjenja emisija{8}}. Shodno tome, istraživanje obnovljivih{10}materijala zasnovanih na biomasi i razvoj PCM-a iz bio{11}bioloških izvora predstavljaju buduće trendove u industriji.
Što se tiče odabira materijala, porozni materijali na biološki-baziranim materijalima-sa svojom niskom cijenom, ekološkom kompatibilnošću i širokom primjenom-mogu efikasno poslužiti kao materijali podrške za pripremu oblika-stabilnih biološki-kompozitnih PCM-ova na bazi oblika. Većina pratećih materijala za kompozitne PCM su izvedene iz naftnih derivata, suočavajući se sa izazovima kao što su složeni procesi pripreme, visoki troškovi i teško zagađenje. S obzirom na oskudicu fosilnih goriva i brige o okolišu, prateći materijali na bazi bio-, zbog svoje biorazgradivosti i obnovljivosti, predstavljaju održivo rješenje i neizbježan trend. Obilni obnovljivi materijali na bazi bio-mogu se dobiti iz biljaka, životinja i mikroorganizama. Materijali zasnovani na prirodnim bio-poroznim strukturama olakšavaju adsorpciju PCM-a i pojednostavljuju pripremu-kompozitnih PCM-ova stabilnog oblika. Potpuno korištenje biološki-resursa u skladu je sa zelenim i održivim razvojnim strategijama.
Materijali na bazi bio{0}} općenito sadrže bogate izvore ugljika; karbonizacijom i daljom obradom njihove porozne strukture mogu se rekonfigurirati. U materijalima zasnovanim na bio-ima sa međusobno povezanim poroznim arhitekturama, unakrsno-povezane ugljične mreže obezbjeđuju termički provodljive puteve, dok porozne strukture nude prostorno skladištenje za PCM. Upotreba materijala na bazi bio-u određenoj mjeri smanjuje oslanjanje na naftu.
Potporni materijali za biomasu se široko primjenjuju u pripremi poroznih funkcionalnih materijala zbog njihove velike dostupnosti, niske cijene, ekološke prihvatljivosti i obnovljivosti. PCM biomase pokazuju prednosti kao što su ne-toksičnost, ne-korozivnost i odlična biokompatibilnost. Kompozitni PCM-ovi od biomase pokazuju jednostavne procese pripreme, superiorne performanse i regulaciju temperature koja se može kontrolirati. Međutim, trenutna istraživanja i razvoj materijala biomase ostaju nedovoljni. Nastavak istraživanja biomase i njenih derivata, zajedno sa novim metodama za pripremu porozne biomase PCM je imperativ.
Budući izgledi:
Uprkos dostignućima u kompozitnim materijalima za pohranu energije sa promjenom faze-koristeći obilje dostupnosti sirovina biomase, superiorne performanse kompozitnih PCM-ova izvedenih{1}}iz biomase i široki potencijal primjene-i dalje postoji nekoliko izazova.
(1) Curenje tokom prelaza čvrste{1}}tečne faze: proaktivno istraživanje latentnih svojstava biomase i njenih derivata je potrebno da bi se identifikovali optimalni omjeri sastava i regulisalo ponašanje faznog prijelaza PCM biomase.
(2) Složeni procesi pripreme i visoki troškovi: Inovativne metode pripreme kompozitnih PCM-ova na bazi bio- moraju se razviti kako bi se pojednostavili procesi i smanjili troškovi.
(3) Ograničena funkcionalnost i performanse: Istraživanja bi se trebala fokusirati na prilagođavanje PCM-a biomase za različite scenarije primjene, razvoj multifunkcionalnih varijanti kako bi se poboljšala sveobuhvatna praktičnost.
