Brug af træ i elektroder for mere holdbarhed, bæredygtige wearables

Træfibre er blevet brugt af forskere i Sverige til at skabe en ny klasse af stærkere og billigere elektroder til endnu lettere og længerevarende fleksibel elektronik og wearables.

Et hold fra KTH Royal Institute of Technology rapporterer, at det skabte det nye kompositmateriale ved at kombinere træcellulose nanofibriller (CNF) - eller ekstremt små filamenter kendt som nanorods - med MXene, et todimensionelt ledende materiale i nanoskala. Træfibrillerne giver mekanisk styrke, der ellers mangler i MXener, og de tillader elektroderne at blive fleksible.

"Vores resultater vil i sidste ende hjælpe med at realisere udviklingen af ​​fleksible multifunktionelle energilagringsenheder, det er, superkondensatorer og batterier, til en lavere pris og med højere enhedsbaseret ydeevne, " siger Max Hamedi, en forsker i træcellulose på KTH, der i de senere år også har udviklet et blødt batteri lavet af aerogelskum fra træmasse.

Hamedi siger, at elektroderne kan bruges i enhver energilagringsenhed, men den mest værdifulde anvendelse ville være i fleksible batterier og superkondensatorer til bærbare sensorenheder. Forskningen blev rapporteret for nylig i tidsskriftet, Avancerede materialer .

"Elektroden vil give både styrke og kapacitive ladningslagringsegenskaber, hvilket vil gøre det muligt for dem at holde meget længere i elektrokemiske apparater, Hamedi siger. "Vi håber, at disse egenskaber vil bidrage til at lave bæredygtige multifunktionelle batterier og superkondensatorer."

Hamedi siger, at materialets kompositstyrke er et resultat af en fordelagtig blanding af geometri og kemi. Cellulose nanofibrillerne binder sig til MXene flagerne, men de griber også ind i MXenerne i deres egne tilfældige netværk. "Hvis vi for eksempel har det forkerte geometriske match mellem størrelsen af ​​flagerne og længden af ​​CNF-stængerne, så ville flager ikke blive låst ind i det tilfældige netværk, og vi ville have en meget svagere komposit."