Les chercheurs de McMaster Engineering, Emily Cranston et Igor Zhitomirsky, transforment les arbres en dispositifs de stockage d'énergie capables de tout alimenter, d'une montre intelligente à une voiture hybride.

Les scientifiques utilisent de la cellulose, un composé organique présent dans les plantes, bactéries, algues et arbres, pour construire des dispositifs de stockage d'énergie ou des condensateurs plus efficaces et plus durables. Ce développement ouvre la voie à la production de poids légers, souple, et électronique haute puissance, tels que les appareils portables, alimentations électriques portables et véhicules hybrides et électriques.

"En fin de compte, le but de cette recherche est de trouver des moyens d'alimenter la technologie actuelle et future avec efficacité et de manière durable, " dit Cranston, dont la recherche conjointe a été récemment publiée dans Matériaux avancés. « Cela signifie anticiper les besoins technologiques futurs et s'appuyer sur des matériaux plus respectueux de l'environnement et non basés sur l'épuisement des ressources.

La cellulose offre les avantages d'une résistance et d'une flexibilité élevées pour de nombreuses applications avancées; les matériaux à base de nanocellulose sont particulièrement intéressants. L'œuvre de Cranston, un professeur adjoint de génie chimique, et Jitomirsky, professeur de science et génie des matériaux, démontre un dispositif de stockage d'énergie tridimensionnel amélioré construit en piégeant des nanoparticules fonctionnelles dans les parois d'une mousse de nanocellulose.

La mousse est fabriquée selon un processus simplifié et rapide en une seule étape. Le type de nanocellulose utilisé est appelé nanocristaux de cellulose et ressemble à du riz à grains longs non cuit mais avec des dimensions nanométriques. Dans ces nouveaux appareils, les "grains de riz" ont été collés ensemble à des points aléatoires formant une structure en forme de maille avec beaucoup d'espace ouvert, d'où la nature extrêmement légère du matériau. Cela peut être utilisé pour produire des condensateurs plus durables avec une densité de puissance plus élevée et des capacités de charge plus rapides par rapport aux batteries rechargeables.

Les condensateurs légers et à haute densité de puissance présentent un intérêt particulier pour le développement de véhicules hybrides et électriques. Les dispositifs de charge rapide permettent d'importantes économies d'énergie, car ils peuvent accumuler de l'énergie lors du freinage et la libérer lors de l'accélération.

« Je pense que les meilleurs résultats peuvent être obtenus lorsque les chercheurs combinent leurs expertises, " dit Zhitomirsky. " Emily est une partenaire de recherche incroyable. J'ai été profondément impressionné par son enthousiasme, remarquable capacité à organiser le travail d'équipe et à générer de nouvelles idées."