O armazenamento de energia de materiais de mudança de fase desempenha um papel significativo na melhoria da eficiência energética e na utilização de energia renovável. Nos últimos anos, materiais de mudança de fase (PCM) para armazenamento de energia e regulação térmica em equipamentos e edifícios têm sido extensivamente estudados. No entanto, uma grande proporção de PCMs é derivada de produtos industriais-baseados em combustíveis fósseis, como cera de parafina, e os PCMs brutos enfrentam problemas, incluindo vazamentos e funcionalidade limitada. Materiais de encapsulamento como grafite expandido, grafeno e microcápsulas são normalmente empregados para embalagens de PCM. A maioria desses materiais de encapsulamento é originária de derivados de petróleo, caracterizados por processos de preparação complexos, custos elevados e poluição significativa.
Enquanto isso, a energia da biomassa é responsável por 10% a 14% do consumo global de energia, servindo como uma importante fonte de energia global e uma energia renovável com zero{2}}carbono reconhecida internacionalmente. Os materiais de biomassa apresentam vantagens, incluindo forte capacidade de adsorção, disponibilidade abundante, baixo custo e respeito ao meio ambiente. Aproveitando os benefícios de{5}estabilização da morfologia do-carvão ativado derivado da biomassa, os PCMs fabricados podem armazenar mais energia térmica durante as transições de fase, mantendo a temperatura ambiente dentro de uma faixa confortável para obter efeitos de-economia de energia e redução-de emissões. Consequentemente, a exploração de materiais-baseados em biomassa renovável e o desenvolvimento de PCMs de-fontes biológicas representam tendências futuras no setor.
Em relação à seleção de materiais, materiais-porosos de base biológica-com seu baixo custo, compatibilidade ambiental e ampla aplicabilidade-podem servir efetivamente como materiais de suporte para preparar PCMs compostos de base biológica-estáveis-de forma. A maioria dos materiais de suporte para PCMs compósitos são derivados de derivados de petróleo, enfrentando desafios como processos de preparação complexos, custos elevados e poluição pesada. Dada a escassez de combustíveis fósseis e as preocupações ambientais, os materiais de suporte-de base biológica, devido à sua biodegradabilidade e renovabilidade, apresentam uma solução viável e uma tendência inevitável. Abundantes materiais renováveis-de base biológica podem ser provenientes de plantas, animais e microorganismos. Materiais baseados em estruturas bio{11}}porosas naturais facilitam a adsorção de PCM e simplificam a preparação de PCMs compostos-compostos estáveis. A utilização plena de-recursos biológicos se alinha às estratégias de desenvolvimento verde e sustentável.
Materiais-de base biológica geralmente contêm fontes ricas de carbono; através da carbonização e processamento posterior, suas estruturas porosas podem ser reconfiguradas. Em materiais-de base biológica com arquiteturas porosas interconectadas, redes-de carbono reticuladas fornecem caminhos termicamente condutivos, enquanto as estruturas porosas oferecem armazenamento espacial para PCMs. O uso de-materiais de base biológica reduz até certo ponto a dependência do petróleo.
Os materiais de suporte de biomassa são amplamente aplicados na preparação de materiais funcionais porosos devido à sua disponibilidade abundante, baixo custo, respeito ao meio ambiente e renovabilidade. Os PCMs de biomassa apresentam vantagens como não-toxicidade, não-corrosividade e excelente biocompatibilidade. Os PCMs de biomassa composta demonstram processos de preparação simples, desempenho superior e regulação de temperatura controlável. No entanto, a investigação e o desenvolvimento actuais de materiais de biomassa continuam a ser insuficientes. A exploração contínua de biomassa e seus materiais derivados, juntamente com novos métodos para a preparação de PCM de biomassa porosa, é imperativa.
Perspectivas Futuras:
Apesar das conquistas em materiais compostos de armazenamento de energia com mudança de fase,-aproveitando a disponibilidade abundante de matérias-primas de biomassa, desempenho superior de PCMs compostos derivados de biomassa-e amplo potencial de aplicação,-vários desafios persistem.
(1) Vazamento durante transições de fase sólida-líquida: a exploração proativa das propriedades latentes da biomassa e seus derivados é necessária para identificar proporções de composição ideais e regular o comportamento de transição de fase dos PCMs de biomassa.
(2) Processos de preparação complexos e custos elevados: Métodos de preparação inovadores para PCMs compostos de base biológica devem ser desenvolvidos para agilizar processos e reduzir custos.
(3) Funcionalidade e desempenho limitados: A investigação deve centrar-se na adaptação de PCM de biomassa para diversos cenários de aplicação, desenvolvendo variantes multifuncionais para melhorar a praticidade abrangente.
