Los investigadores de McMaster Engineering, Emily Cranston e Igor Zhitomirsky, están convirtiendo los árboles en dispositivos de almacenamiento de energía capaces de alimentar todo, desde un reloj inteligente hasta un automóvil híbrido.

Los científicos están usando celulosa, un compuesto orgánico que se encuentra en las plantas, bacterias algas y árboles, para construir condensadores o dispositivos de almacenamiento de energía más eficientes y duraderos. Este desarrollo allana el camino hacia la producción de peso ligero, flexible, y electrónica de alta potencia, como dispositivos portátiles, fuentes de alimentación portátiles y vehículos híbridos y eléctricos.

"En última instancia, el objetivo de esta investigación es encontrar formas de impulsar la tecnología actual y futura con eficiencia y de manera sostenible, "dice Cranston, cuya investigación conjunta se publicó recientemente en Materiales avanzados. "Esto significa anticipar las necesidades tecnológicas futuras y confiar en materiales que sean más respetuosos con el medio ambiente y que no se basen en el agotamiento de los recursos".

La celulosa ofrece las ventajas de alta resistencia y flexibilidad para muchas aplicaciones avanzadas; de particular interés son los materiales a base de nanocelulosa. El trabajo de Cranston, un profesor asistente de ingeniería química, y Zhitomirsky, un profesor de ciencia e ingeniería de materiales, demuestra un dispositivo de almacenamiento de energía tridimensional mejorado construido atrapando nanopartículas funcionales dentro de las paredes de una espuma de nanocelulosa.

La espuma se fabrica en un proceso de un solo paso simplificado y rápido. El tipo de nanocelulosa que se utiliza se llama nanocristales de celulosa y se parece al arroz de grano largo crudo pero con dimensiones nanométricas. En estos nuevos dispositivos, los 'granos de arroz' se han pegado juntos en puntos aleatorios formando una estructura en forma de malla con mucho espacio abierto, de ahí la naturaleza extremadamente ligera del material. Esto se puede utilizar para producir dispositivos capacitores más sostenibles con mayor densidad de potencia y capacidades de carga más rápidas en comparación con las baterías recargables.

Los condensadores ligeros y de alta densidad de potencia son de especial interés para el desarrollo de vehículos híbridos y eléctricos. Los dispositivos de carga rápida permiten un importante ahorro de energía, porque pueden acumular energía durante el frenado y liberarla durante la aceleración.

"Creo que los mejores resultados se pueden obtener cuando los investigadores combinan su experiencia, "Dice Zhitomirsky." Emily es una increíble compañera de investigación. Me ha impresionado profundamente su entusiasmo, notable capacidad para organizar el trabajo en equipo y generar nuevas ideas ".