Houtvezels zijn door onderzoekers in Zweden gebruikt om een ​​nieuwe klasse sterkere en goedkopere elektroden te creëren voor nog lichtere en duurzamere flexibele elektronica en wearables.

Een team van KTH Royal Institute of Technology meldt dat het het nieuwe composietmateriaal heeft gemaakt door houtcellulose-nanofibrillen (CNF) - of extreem kleine filamenten die bekend staan ​​als nanostaafjes - te combineren met MXene, een tweedimensionaal geleidend materiaal op nanoschaal. De houtfibrillen zorgen voor mechanische sterkte die anders ontbreekt in MXenen, en ze laten de elektroden flexibel worden.

"Onze resultaten zullen uiteindelijk helpen bij het realiseren van de ontwikkeling van flexibele multifunctionele energieopslagapparaten, dat is, supercondensatoren en batterijen, tegen lagere kosten en met hogere apparaatprestaties, " zegt Max Hamedi, een onderzoeker in houtcellulose bij KTH die de afgelopen jaren ook een zachte batterij ontwikkelde van aerogelschuim uit houtpulp.

Hamedi zegt dat de elektroden in elk energieopslagapparaat kunnen worden gebruikt, maar de meest waardevolle toepassing zou zijn in flexibele batterijen en supercondensatoren voor draagbare sensorapparaten. Het onderzoek werd onlangs gerapporteerd in het tijdschrift, Geavanceerde materialen .

"De elektrode zal zowel de sterkte als de capacitieve ladingsopslageigenschappen bieden, waardoor ze veel langer meegaan in elektrochemische apparaten, " zegt Hamedi. "We hopen dat deze eigenschappen zullen helpen om duurzame multifunctionele batterijen en supercondensatoren te maken."

Hamedi zegt dat de composietsterkte van het materiaal het resultaat is van een gunstige mix van geometrie en chemie. De cellulose-nanofibrillen binden zich aan de MXene-vlokken, maar ze grijpen ook in de MXenes in hun eigen willekeurige netwerken. "Als we bijvoorbeeld de verkeerde geometrische overeenkomst hebben tussen de grootte van de vlokken en de lengte van de CNF-staven, dan zouden vlokken niet in het willekeurige netwerk worden opgesloten en zouden we een veel zwakkere composiet hebben."