Mae storio ynni materol newid cyfnod yn chwarae rhan arwyddocaol wrth wella effeithlonrwydd ynni a defnyddio ynni adnewyddadwy. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae deunyddiau newid cyfnod (PCM) ar gyfer storio ynni a rheoleiddio thermol mewn offer ac adeiladau wedi'u hastudio'n helaeth. Fodd bynnag, mae cyfran fawr o PCMs yn deillio o gynhyrchion diwydiannol sy'n seiliedig ar danwydd ffosil fel cwyr paraffin, ac mae PCMs amrwd yn wynebu problemau gan gynnwys gollyngiadau ac ymarferoldeb cyfyngedig. Yn nodweddiadol, defnyddir deunyddiau amgáu fel graffit estynedig, graphene, a microcapsiwlau ar gyfer pecynnu PCM. Mae'r rhan fwyaf o'r deunyddiau amgáu hyn yn tarddu o ddeilliadau petrolewm, a nodweddir gan brosesau paratoi cymhleth, costau uchel, a llygredd sylweddol.
Yn y cyfamser, mae ynni biomas yn cyfrif am 10%–14% o'r defnydd o ynni byd-eang, gan wasanaethu fel ffynhonnell ynni fyd-eang fawr ac ynni adnewyddadwy sero carbon a gydnabyddir yn rhyngwladol. Mae gan ddeunyddiau biomas fanteision gan gynnwys gallu arsugniad cryf, argaeledd helaeth, cost isel, a chyfeillgarwch amgylcheddol. Gan drosoli morffoleg-sefydlogi buddion carbon activated sy'n deillio o fio-màs, gall PCMs ffug storio mwy o ynni thermol yn ystod trawsnewidiadau cyfnod, gan gynnal tymereddau amgylchynol o fewn ystod gyfforddus i gyflawni -arbed ynni a lleihau allyriadau-effeithiau. O ganlyniad, mae archwilio deunyddiau sy'n seiliedig ar fio-màs a datblygu PCMs o fio-yn cynrychioli tueddiadau yn y diwydiant yn y dyfodol.
O ran dewis deunydd, gall bio{0}deunyddiau mandyllog-gyda'u cost isel, cydnawsedd amgylcheddol, a chymhwysedd eang-fod yn effeithiol fel deunyddiau ategol i baratoi PCMs cyfansawdd wedi'u seilio ar siâp{3}}sefydlog. Mae'r rhan fwyaf o ddeunyddiau ategol ar gyfer PCMs cyfansawdd yn deillio o ddeilliadau petrolewm, sy'n wynebu heriau megis prosesau paratoi cymhleth, costau uchel, a llygredd trwm. O ystyried y prinder tanwydd ffosil a phryderon amgylcheddol, mae deunyddiau ategol sy'n seiliedig ar fio, oherwydd eu bod yn fioddiraddadwy a'u gallu i adnewyddu, yn cynnig ateb hyfyw a thuedd anochel. Gellir dod o hyd i ddeunyddiau bio-adnewyddol helaeth o blanhigion, anifeiliaid a micro-organebau. Mae deunyddiau sy'n seiliedig ar fio-strwythurau mandyllog yn hwyluso arsugniad PCM ac yn symleiddio'r broses o baratoi PCM cyfansawdd sefydlog. Mae defnyddio adnoddau bio-yn llawn yn cyd-fynd â strategaethau datblygu gwyrdd a chynaliadwy.
Mae defnyddiau bio-yn gyffredinol yn cynnwys ffynonellau carbon cyfoethog; trwy garboneiddio a phrosesu pellach, gellir ad-drefnu eu strwythurau mandyllog. Mewn-deunyddiau bio-seiliedig gyda phensaernïaeth hydraidd rhyng-gysylltiedig, mae rhwydweithiau carbon traws-gysylltiedig yn darparu llwybrau dargludol thermol, tra bod y strwythurau mandyllog yn cynnig storfa ofodol ar gyfer PCMs. Mae defnyddio deunyddiau bio-yn lleihau dibyniaeth ar betroliwm i raddau.
Mae deunyddiau ategol biomas yn cael eu cymhwyso'n eang wrth baratoi deunydd swyddogaethol mandyllog oherwydd eu bod ar gael yn helaeth, cost isel, cyfeillgarwch amgylcheddol ac adnewyddiad. Mae PCMs biomas yn dangos manteision megis diffyg-gwenwyndra, diffyg cyrydol, a biogydnawsedd rhagorol. Mae PCMs biomas cyfansawdd yn dangos prosesau paratoi syml, perfformiad uwch, a rheoleiddio tymheredd y gellir ei reoli. Fodd bynnag, mae ymchwil a datblygiad cyfredol o ddeunyddiau biomas yn parhau i fod yn annigonol. Mae'n hanfodol parhau i archwilio biomas a'i ddeunyddiau deilliadol, ynghyd â dulliau newydd o baratoi PCM biomas hydraidd.
Rhagolygon ar gyfer y Dyfodol:
Er gwaethaf cyflawniadau mewn deunyddiau storio ynni newid cyfnod cyfansawdd-trosoledd ar argaeledd helaeth o ddeunyddiau crai biomas, perfformiad gwell o PCMs cyfansawdd sy'n deillio o biomas, a photensial cymhwyso eang-mae sawl her yn parhau.
(1) Gollyngiadau yn ystod-trawsnewidiadau cyfnod hylif solet: Mae angen archwiliad rhagweithiol o briodweddau cudd biomas a'i ddeilliadau er mwyn nodi'r cymarebau cyfansoddiad gorau posibl a rheoleiddio ymddygiad trawsnewid cam PCMs biomas.
(2) Prosesau paratoi cymhleth a chostau uchel: Rhaid datblygu dulliau paratoi arloesol ar gyfer PCMs cyfansawdd seiliedig ar fio- er mwyn symleiddio prosesau a lleihau costau.
(3) Ymarferoldeb a pherfformiad cyfyngedig: Dylai ymchwil ganolbwyntio ar deilwra PCMs biomas ar gyfer senarios cymhwyso amrywiol, gan ddatblygu amrywiadau amlswyddogaethol i wella ymarferoldeb cynhwysfawr.
