Skladování energie materiálu s fázovou změnou hraje významnou roli při zlepšování energetické účinnosti a využívání obnovitelné energie. V posledních letech byly intenzivně studovány materiály s fázovou změnou (PCM) pro skladování energie a tepelnou regulaci v zařízeních a budovách. Velká část PCM však pochází z průmyslových produktů-na bázi fosilních paliv, jako je parafín, a surové PCM se potýkají s problémy, jako je únik a omezená funkčnost. Pro PCM balení se typicky používají zapouzdřovací materiály, jako je expandovaný grafit, grafen a mikrokapsle. Většina těchto zapouzdřovacích materiálů pochází z ropných derivátů, které se vyznačují složitými procesy přípravy, vysokými náklady a značným znečištěním.
Energie z biomasy představuje 10–14 % celosvětové spotřeby energie a slouží jako hlavní globální zdroj energie a mezinárodně uznávaná obnovitelná energie s nulovými-uhlíky. Materiály z biomasy vykazují výhody včetně silné adsorpční kapacity, vysoké dostupnosti, nízké ceny a šetrnosti k životnímu prostředí. S využitím morfologického -stabilizačního přínosu aktivního uhlí získaného z biomasy- dokážou vyrobené PCM ukládat více tepelné energie během fázových přechodů a udržovat okolní teploty v pohodlném rozsahu, aby bylo dosaženo efektů-úspory energie a snížení emisí-. Zkoumání materiálů na bázi obnovitelné biomasy{10}a vývoj PCM{11}}pocházejících z biomasy proto představují budoucí trendy v tomto odvětví.
Pokud jde o výběr materiálů, bio{0}}porézní materiály{1}}s jejich nízkou cenou, kompatibilitou s životním prostředím a širokou použitelností-mohou účinně sloužit jako podpůrné materiály pro přípravu tvarově -stabilních bio{4}}kompozitních PCM na bázi. Většina podpůrných materiálů pro kompozitní PCM je odvozena z ropných derivátů, které čelí výzvám, jako jsou složité procesy přípravy, vysoké náklady a silné znečištění. Vzhledem k nedostatku fosilních paliv a problémům s životním prostředím představují podpůrné materiály na bio{7}} bázi vzhledem k jejich biologické rozložitelnosti a obnovitelnosti životaschopné řešení a nevyhnutelný trend. Bohaté obnovitelné bio-materiály mohou pocházet z rostlin, zvířat a mikroorganismů. Materiály založené na přírodních bio{11}}porézních strukturách usnadňují adsorpci PCM a zjednodušují přípravu tvarově{12}}stabilních kompozitních PCM. Plné využití bio{14}}zdrojů je v souladu se strategiemi zeleného a udržitelného rozvoje.
Bio-materiály obecně obsahují bohaté zdroje uhlíku; karbonizací a dalším zpracováním lze jejich porézní struktury rekonfigurovat. V bio-materiálech s propojenou porézní architekturou poskytují zesítěné uhlíkové sítě tepelně vodivé cesty, zatímco porézní struktury nabízejí prostorové úložiště pro PCM. Používání bio{5}}materiálů do určité míry snižuje závislost na ropě.
Podpůrné materiály z biomasy jsou široce používány při přípravě porézních funkčních materiálů díky jejich bohaté dostupnosti, nízké ceně, šetrnosti k životnímu prostředí a obnovitelnosti. PCM z biomasy vykazují výhody, jako je ne-toxicita,-korozívnost a vynikající biokompatibilita. Kompozitní PCM z biomasy demonstrují jednoduché procesy přípravy, vynikající výkon a regulovatelnou regulaci teploty. Současný výzkum a vývoj materiálů z biomasy však zůstává nedostatečný. Pokračující průzkum biomasy a jejích derivátů spolu s novými metodami pro přípravu porézní biomasy PCM je nezbytností.
Budoucí vyhlídky:
Navzdory úspěchům v oblasti kompozitních materiálů pro ukládání energie s fázovou změnou,-které využívají hojnou dostupnost surovin biomasy, vynikající výkon{1}}kompozitních PCM odvozených z biomasy a široký aplikační potenciál-přetrvává několik problémů.
(1) Únik během přechodu pevné fáze-kapaliny: K identifikaci optimálních poměrů složení a regulaci chování PCM z biomasy je nutné proaktivní zkoumání skrytých vlastností biomasy a jejích derivátů.
(2) Složité procesy přípravy a vysoké náklady: Pro zefektivnění procesů a snížení nákladů je třeba vyvinout inovativní metody přípravy kompozitních PCM na bio- bázi.
(3) Omezená funkčnost a výkon: Výzkum by se měl zaměřit na přizpůsobení PCM biomasy pro různé aplikační scénáře, vývoj multifunkčních variant pro zvýšení komplexní praktičnosti.
