Träfibrer har använts av forskare i Sverige för att skapa en ny klass av starkare och billigare elektroder för ännu lättare och långvarig flexibel elektronik och wearables.

Ett team från Kungliga Tekniska Högskolan rapporterar att de skapade det nya kompositmaterialet genom att kombinera träcellulosa nanofibriller (CNF) – eller extremt små filament som kallas nanorods – med MXene, ett tvådimensionellt ledande material i nanoskala. Träfibrillerna ger mekanisk styrka som annars saknas i MXenes, och de tillåter elektroderna att bli flexibla.

"Våra resultat kommer så småningom att hjälpa till att förverkliga utvecklingen av flexibla multifunktionella energilagringsenheter, det är, superkondensatorer och batterier, till en lägre kostnad och med högre enhetsbaserad prestanda, säger Max Hamedi, en forskare i träcellulosa på KTH som på senare år även utvecklat ett mjukt batteri av aerogelskum från trämassa.

Hamedi säger att elektroderna kan användas i vilken energilagringsenhet som helst, men den mest värdefulla applikationen skulle vara i flexibla batterier och superkondensatorer för bärbara sensorenheter. Forskningen rapporterades nyligen i tidskriften, Avancerade material .

"Elektroden kommer att ge både styrka och kapacitiva laddningslagringsegenskaper, vilket gör att de kan hålla mycket längre i elektrokemiska enheter, " säger Hamedi. "Vi hoppas att dessa egenskaper kommer att bidra till att göra hållbara multifunktionella batterier och superkondensatorer."

Hamedi säger att materialets kompositstyrka är ett resultat av en fördelaktig blandning av geometri och kemi. Cellulosa nanofibrillerna binder till MXene-flingorna, men de låser också in MXenes i sina egna slumpmässiga nätverk. "Om vi ​​till exempel har fel geometrisk matchning mellan storleken på flingorna och längden på CNF -stavarna, då skulle flingor inte låsas in i det slumpmässiga nätverket och vi skulle ha en mycket svagare komposit. "