A lítium akkumulátorokban használt elektrolitok egyik hátránya, hogy illékony folyadékokat tartalmaznak. Ezek a folyadékok tűzveszélyt jelenthetnek, ha az eszköz rövidzárlatot okoz, és elősegíthetik a csápszerű növedékek, úgynevezett dendritek kialakulását, amelyek veszélyeztetik a teljesítményt. Eközben a szilárd elektrolitok nem gyúlékony anyagokból készülhetnek, így az eszköz kevésbé hajlamos a dendritképződésre, és teljesen új lehetőségeket nyithat meg az akkumulátor-architektúra körül.

Az egyik ilyen lehetőség az anódhoz, a két elektróda egyikéhez kapcsolódik, amely a mai akkumulátorokban grafit és réz keverékéből készül. Egyes tudósok a szilárd elektrolitokat kulcsfontosságú ugródeszkának tartják abban, hogy az akkumulátorok tiszta lítium fémből készült anóddal működjenek, ami segíthet áttörni az energiasűrűség szűk keresztmetszetét, és lehetővé teszi, hogy az elektromos autók és repülők sokkal messzebbre utazzanak töltés nélkül. 

Az eddig kifejlesztett szilárd elektrolitok nagy része kerámia anyagokból készült, amelyek nagyon hatékonyak az ionok vezetésében, de rideg természetük miatt nem bírják olyan jól a terhelést a töltés és kisülés során. A Brown Egyetem és a Marylandi Egyetem tudósai ennek alternatíváját keresték, és kiindulópontként a fában található cellulóz nanofibrillákat vették alapul.

Ezeket a fából készült polimer csöveket rézzel kombinálták, hogy szilárd ionvezetőt képezzenek, amely a kerámiához hasonló vezetőképességgel büszkélkedhet, és 10-100-szor jobb, mint más polimer ionvezetők. A csapat szerint ennek az az oka, hogy a réz hozzáadása a cellulózpolimer láncok között teret hoz létre az „ion-szuperútvonalak" kialakulásához, lehetővé téve a lítium-ionok rekordhatékonyságú mozgását.

„A réz és az egydimenziós cellulóz nanofibrillumok beépítésével bebizonyítottuk, hogy az általában ionszigetelő cellulóz gyorsabb lítium-ion transzportot biztosít a polimer láncokon belül" - nyilatkozta Liangbing Hu, a tanulmány szerzője. „Valójában azt találtuk, hogy ez az ionvezető rekordmagas ionvezetőképességet ért el az összes szilárd polimer elektrolit között."

És mivel az anyag papírvékony és rugalmas, a tudósok úgy vélik, hogy jobban elviseli az akkumulátor-ciklussal járó igénybevételeket. Azt is mondják, hogy elegendő elektrokémiai stabilitással rendelkezik ahhoz, hogy lítium-fém anódot és nagyfeszültségű katódokat fogadjon, vagy kötőanyagként működhet, amely ultravastag katódokat burkol be nagy sűrűségű akkumulátorokban.

„A lítium-ionok ebben a szerves szilárd elektrolitban olyan mechanizmusokon keresztül mozognak, amelyeket általában a szervetlen kerámiákban találtunk, lehetővé téve a rekordmagas ionvezetőképességet" - mondja Yue Qi, a tanulmány szerzője. „A természet által biztosított anyagok használata csökkenti az akkumulátorgyártás környezetünkre gyakorolt általános hatását.”