Chemically cross-linked polymer matrices have demonstrated strong potential for shape stabilization of molten phase change materials (PCM). However, they are not designed to be fillable and removable from a heat exchange module for an easy replacement with new PCM matrices and lack self-healing capability. Here, a new category of shapeable, self-healing gels, “salogels”, is introduced. The salogels reversibly disassemble in a high-salinity environment of a fluid inorganic PCM [lithium nitrate trihydrate (LNH)], at a preprogrammed temperature. LNH was employed as a high latent heat PCM and simultaneously as a solvent, which supported the formation of a network of polyvinyl alcohol (PVA) chains via physical cross-linking through poly(amidoamine) dendrimers of various generations. The existence of hydrogen bonding and the importance of low-hydration state of PVA for the efficient gelation were experimentally confirmed. The thermal behavior of PCM salogels was highly reversible and repeatable during multiple heating/cooling cycles. Importantly, the gel–sol transition temperature could be precisely controlled within a range of temperature above LNH’s melting point by the choice of dendrimer generation and their concentration. Shape stabilization and self-healing properties of the salogels, taken together with tunability of their temperature-induced fluidization make these materials attractive for thermal energy storage applications that require on-demand removal and replacement of used inorganic PCM salt hydrates.

中文翻译：

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可调节胶凝温度的自愈相变Salogels

化学交联的聚合物基质已显示出强大的潜力，可稳定熔融相变材料（PCM）的形状。但是，它们并非设计为可从热交换模块填充和拆卸的，因此无法轻松替换为新的PCM矩阵，并且缺乏自我修复功能。在此，介绍了一种新的可塑型，自愈凝胶，即“ salogels”。在高度编程的温度下，液态无机PCM [三水合硝酸锂（LNH）]的高盐度环境中，salogel可逆分解。LNH被用作高潜热PCM，同时也被用作溶剂，它通过通过不同代的聚（酰胺基胺）树枝状聚合物进行物理交联，支持聚乙烯醇（PVA）链网络的形成。实验证实了氢键的存在和PVA低水合状态对于有效凝胶化的重要性。PCM salogels的热行为在多个加热/冷却循环中具有高度可逆性和可重复性。重要的是，通过选择树枝状聚合物的生成及其浓度，可以在高于LNH熔点的温度范围内精确控制凝胶-溶胶的转变温度。salogels的形状稳定和自我修复性能以及其温度感应流化的可调节性使这些材料对于需要按需去除和更换用过的无机PCM盐水合物的热能存储应用具有吸引力。PCM salogels的热行为在多个加热/冷却循环中具有高度可逆性和可重复性。重要的是，通过选择树枝状聚合物的生成及其浓度，可以在高于LNH熔点的温度范围内精确控制凝胶-溶胶的转变温度。salogels的形状稳定和自我修复性能以及其温度感应流化的可调节性使这些材料对于需要按需去除和更换用过的无机PCM盐水合物的热能存储应用具有吸引力。PCM salogels的热行为在多个加热/冷却循环中具有高度可逆性和可重复性。重要的是，通过选择树枝状聚合物的生成及其浓度，可以在高于LNH熔点的温度范围内精确控制凝胶-溶胶的转变温度。salogels的形状稳定和自我修复性能以及其温度感应流化的可调节性使这些材料对于需要按需去除和更换用过的无机PCM盐水合物的热能存储应用具有吸引力。通过选择树枝状聚合物的生成及其浓度，可以在高于LNH熔点的温度范围内精确控制凝胶-溶胶的转变温度。salogels的形状稳定和自我修复性能以及其温度感应流化的可调节性使这些材料对于需要按需去除和更换用过的无机PCM盐水合物的热能存储应用具有吸引力。通过选择树枝状聚合物的生成及其浓度，可以在高于LNH熔点的温度范围内精确控制凝胶-溶胶的转变温度。salogels的形状稳定和自我修复性能以及其温度感应流化的可调节性使这些材料对于需要按需去除和更换用过的无机PCM盐水合物的热能存储应用具有吸引力。