Современные композиты на основе нанокристаллической целлюлозы для гибких функциональных устройств накопления энергии

В связи с растущим спросом на носимую электронику, включая смарт-часы, носимые системы мониторинга состояния здоровья и устройства интерфейса человек–робот, необходимо разрабатывать гибкие системы накопления энергии, сочетающие экологичность, низкую стоимость, многофункциональность и высокие электрохимические характеристики. Нанокристаллическая целлюлоза, обладающая устойчивой природной возобновляемостью, выдающимися свойствами и уникальной структурой, стала перспективным наноматериалом, который имеет значительный потенциал для создания функциональных систем накопления энергии. В данном обзоре представлены новые подходы к объединению нанокристаллической целлюлозы с другими электрохимическими материалами для разработки и изготовления гибких композитов на основе нанокристаллической целлюлозы для современных устройств накопления энергии. Сначала кратко рассматриваются уникальные структурные характеристики и свойства нанокристаллической целлюлозы. Затем анализируются взаимосвязи между структурой, свойствами и применением этих композитов с целью оптимизации их характеристик с учетом технологий переработки и структуры микро- и наноразмерных интерфейсов. Далее подробно обсуждаются современные конкретные применения композитов на основе нанокристаллической целлюлозы — от гибких литий-ионных аккумуляторов и электрохимических суперконденсаторов до новых электрохимических устройств накопления энергии, таких как литий–серные, натрий-ионные и цинк-ионные аккумуляторы. Наконец, сформулированы основные современные проблемы и перспективы развития композитов на основе нанокристаллической целлюлозы для гибких систем накопления энергии следующего поколения.