Materiales compuestos biomiméticos y bio derivados de cambio de fase para aplicaciones de almacenamiento de energía térmica: Un análisis exhaustivo y direcciones futuras de investigación

El almacenamiento de calor mediante cambio de fase ha ganado mucho interés últimamente debido a su alta densidad de almacenamiento de energía. Sin embargo, durante el proceso de cambio de fase, los Materiales de Cambio de Fase (PCMs) enfrentan problemas como baja conductividad térmica, estabilidad, fugas y baja capacidad de almacenamiento de energía. Los materiales que imitan o derivan de la naturaleza pueden contrarrestar eficazmente las deficiencias atribuidas. Este trabajo presenta una visión metódica de la síntesis, propiedades termofísicas, comparación y aplicaciones de Almacenamiento de Energía Térmica (TES) de PCMs compuestos bio derivados y biomiméticos (BD/BM-CPCMs). Varios estudios han observado un aumento en la conductividad térmica de hasta un 950–1250 % para BD/BM-CPCMs, así como una gran estabilidad térmica sin fugas de matriz a una temperatura media de 150–250 °C. Estos tipos de compuestos tienen una eficiencia de entalpía relativa de hasta un 98.1 % y pueden soportar de 200 a 1000 ciclos de calentamiento-enfriamiento en promedio. Además, se presentan aspectos económico-ambientales, enfoques numéricos para la transferencia de calor durante el cambio de fase y optimizaciones multivariadas y multiobjetivo desde un enfoque técnico, financiero y ambiental utilizando técnicas de aprendizaje automático con alcances subyacentes de BD/BM-CPCM. Es necesario fabricar BD/BM-CPCM adaptables para la recolección y almacenamiento de energía multifuncional en el futuro. Con respecto al avance en el funcionalismo de sustancias, es necesario mostrar e investigar el uso de compuestos bio derivados con efectos innovadores como versatilidad, conversión de luz a térmica, conversión electro-térmica y cualidades antibacterianas en sistemas del mundo real.