Każdy, kto ma grube ceglane lub kamienne ściany, prawdopodobnie zauważył, że w jego domu ciepło i chłodzenie zajmuje dużo czasu w ciągu dnia. Dzieje się tak, ponieważ od lat architekci stosują materiały o dużej masie, które spowalniają przepływ temperatury, jako środek do budowania pasywnych, ekologicznych budynków. Podczas gdy materiały te dobrze sprawdzają się w regulowaniu wahań temperatury, mogą być drogie, wymagać dodatkowej struktury i pochłaniać materiał budowlany. Na szczęście naukowcy ciężko pracowali nad opracowaniem tej samej technologii, ale na poziomie mikroskopowym w postaci materiały zmieniające fazę.
Podstawową ideą budynków pasywnych i masy termicznej są materiały budowlane o dużej masie (woda, kamień) lub beton) zbieraj i przechowuj ciepło przez cały dzień, a następnie powoli uwalniaj je wraz z temperaturą krople. Idealnie ta technika projektowania jest stosowana w klimatach, które mają ekstremalne wahania temperatury z dnia na noc lub z sezonu na sezon. Masa termiczna pomaga zwiększyć wydajność budynku, zmniejsza zapotrzebowanie na urządzenia grzewcze i chłodzące - i odbywa się to bez ruchomych części.
Materiały zmieniające fazę (PCM) zapewniają masę termiczną, ale na znacznie mniejszą skalę. PCM działają poprzez stopienie i zestalenie w określonej temperaturze - ciepło jest absorbowane w stanie stałym i kiedy materiał osiąga określoną temperaturę, zmienia się w ciecz i uwalnia zgromadzoną energię (ciepło). Gdy temperatura spadnie poniżej z góry określonego stopnia, PCM ponownie zestala się i proces powtarza się. Najczęstsze PCM występują w postaci parafiny, kwasów tłuszczowych i hydratów soli, z których każda ma swoje zalety i wady. Większość PCM musi być zamknięta w kapsułkach, aby mogła być przechowywana i zapobiegać parowaniu i absorpcji.
W budownictwie istnieje kilka sektorów, które chcą zastosować PCM w swoich materiałach i produktach - niektóre przykłady obejmują płyty gipsowo-kartonowe, okna, beton i izolację. Na przykład, gdy PCM są wbudowane w płytę gipsowo-kartonową, cały budynek jest w stanie magazynować energię, a nie tylko ściany zewnętrzne (gdzie zwykle stosuje się mur). Wszystkie ściany osłonięte płytą kartonowo-gipsową z PCM są w stanie pochłaniać i oddawać ciepło przez całą dobę, aby utrzymać ustaloną i pożądaną temperaturę. Dzięki zastosowaniu płyt kartonowo-gipsowych osadzonych w PCM jako masy termicznej, zamiast muru lub betonu, budynek zyskuje kwadrat nagrania, które zwykle byłyby zagubione w grubych ścianach i wymagają mniej wsparcia strukturalnego, co może być bardzo duże kosztowny.
Wiele materiałów PCM jest poddawanych testom, ponieważ bardzo trudno jest dostroić każdy produkt, aby można go było stosować w różnych klimatach i pożądanych zakresach temperatur. Jednak wiele produktów PCM jest już integrowanych z branżą budowlaną w Europie i były widoczne jeszcze w zeszłym roku w niektórych wpisach Solar Decathlon. To wydaje się być tak innowacyjnym, ale prostym pomysłem, dlatego chętnie obserwujemy, jak rozwija się on w branży budowlanej.