Wood fibres in electrodes for durable, sustainable wearables

Wood fibres have been used by researchers in Sweden to create a new class of stronger and lower-cost electrodes for even lighter and long-lasting flexible electronics and wearables.

A team from KTH Royal Institute of Technology reported that it created the new composite material by combining wood cellulose nano fibrils (CNF) – or extremely small filaments known as nanorods – with MXene, a two-dimensional nanoscale conductive material. The wood fibrils provide mechanical strength otherwise lacking in MXenes, and they allow the electrodes to become flexible.

Our results will eventually help with realizing the development of flexible multifunctional energy storage devices, that is, supercapacitors and batteries, at a lower cost and with higher device-base performance,” said Max Hamedi, a researcher in wood cellulose at KTH who in recent years also developed a soft battery made of aerogel foam from wood pulp.

According to Mr. Hamedi, the electrodes can be used in any energy storage device, but the most valuable application would be in flexible batteries and supercapacitors for wearable sensor devices. The research was reported recently in the journal, Advanced Materials.

The electrode will provide both the strength and capacitive charge storage properties, which will enable them to last much longer in electrochemical devices,” Hamedi said. “We hope these properties will help to make sustainable multifunctional batteries and supercapacitors.”

The composite strength of the material is a result of a blend of geometry and chemistry. The cellulose nano fibrils bind to the MXene flakes, but they also interlock in the MXenes in their own random networks. “If we for example have the wrong geometrical match between the size of the flakes and the length of the CNF rods, then flakes would not be locked into the random network and we would have a much weaker composite.”

Source: Phys.org

Photo on the top: Close-up view of wood and MXene composite, with 40 percent wood cellulose nano fibrils (CNF). Credit: KTH The Royal Institute of Technology


Leggi anche

I metalli liquidi a temperatura ambiente possiedono un’elevata conducibilità elettrica e termica e un’eccellente fluidità e hanno molteplici applicazioni. Tuttavia, i componenti realizzati in metallo liquido possono essere più pesanti di quelli non metallici. Per ovviare a questo problema, in Cina un gruppo di ricercatori ha inventato nuovi materiali metallici liquidi ultraleggeri …

Leggi tutto…

I dati relativi ai materiali termoplastici rinforzati con fibre continue sono ora disponibili nel database CAMPUS, che mette a disposizione delle aziende dati utili e affidabili su una svariata quantità di materiali…

Leggi tutto…

I ricercatori del Centro Ricerche ENEA di Brindisi hanno sviluppato, in collaborazione con l’Università del Salento, biopellicole intelligenti che, cambiando colore, segnalano il deterioramento del cibo, e materiali compositi completamente biodegradabili e compostabili…

Leggi tutto…

L’Aachen Graphene & 2D Materials Center ha vinto due progetti sulla ricerca di base e l’innovazione sul grafene nell’ultima FLAG-ERA Joint Transnational Call…

Leggi tutto…

Gli scienziati della Northwestern University hanno combinato con successo un nanomateriale efficace nella distruzione di agenti nervosi tossici con fibre tessili. Il materiale, una struttura metallo-organica a base di zirconio (MOF), degrada in pochi minuti alcuni degli agenti chimici più tossici conosciuti dall’umanità: VX e soman (GD), un parente più tossico di sarin. Questo nuovo materiale composito potrebbe essere integrato in tute protettive e maschere facciali a uso di coloro che operano in condizioni di estremo pericolo, come la guerra chimica…

Leggi tutto…