近日，中国地质大学（北京）(China University of Geosciences, Beijing)材料科学与工程学院资源综合利用与新材料创新团队首席科学家张以河教授与黄洪伟教授、孙黎副教授联合指导博士生白李琦在 Electrochemical Energy Reviews期刊发表了题为“Graphene for Energy Storage and Conversion: Synthesis and Interdisciplinary Applications”的综述论文，系统论述了石墨烯的合成及其在储能和转化等多学科领域的综合应用。

文章将发表于Electrochemical Energy Reviews期刊2019年第2卷第3期，详情请阅读全文，可免费获取。本文也在微信(ElectrochemicalEnergyReviews)、微博(ElectrochemicalEnergyReviews)、科学网博客（EEReditor）、Facebook等新媒体平台推出，请大家多关注和阅读。更可以关注EER Springer主页（https://www.springer.com/chemistry/electrochemistry/journal/41918）和上海大学期刊社网站EER主页（http://www.eer.shu.edu.cn）获取第一手的电化学评论资讯。

文章题目：Graphene for Energy Storage and Conversion: Synthesis and Interdisciplinary Applications

作者：Liqi Bai, Yihe Zhang*, Wangshu Tong, Li Sun*, Hongwei Huang*, Qi An, Na Tian, Paul K. Chu

关键词：Graphene, Energy storage materials, Graphene fabrication methods, Interdisciplinary applications

引用信息： Liqi Bai, Yihe Zhang, Wangshu Tong, Li Sun, Hongwei Huang, Qi An, Na Tian, Paul K. Chu, "Graphene for Energy Storage and Conversion: Synthesis and Interdisciplinary Applications", Electrochemical Energy Reviews (2019). http://doi.org/10.1007/s41918-019-00042-6

长按/扫描二维码阅读全文

本综述亮点

1. 综述了石墨烯的制备及其在能量储存与转化领域的应用，为石墨烯在光电化学电池、光电辅助电池、压电纳米发电机、光热和光机械器件等方面的应用提出了新的研究方向和思路。

2. 总结了石墨烯等碳纳米材料相关的应用和发展趋势。

3. 归纳了石墨烯储能与光催化复合材料的研究进展。

前言

二维石墨烯材料具有优良的导电性和碳原子sp²结构，可用于光和电能的储存和转换应用。然而，传统的石墨烯制备方法不能跟上实时合成的步伐，因此，新的石墨烯合成方法越来越受到研究者的关注，以精确控制石墨烯的结构和形貌。在此基础上，综述了石墨烯的合成及其在能量储存与转化等领域的应用，为石墨烯在光电化学电池、光电辅助电池、压电纳米发电机、光热和光机械器件等方面的应用提供了新的研究方向。如图1所示。

图1.石墨烯及其衍生物及其在储能和转换中应用的示意图

内容简介

一、不同维度石墨烯的形貌调控

不同维度的石墨烯具有与其宏观和微观形态相关的各种应用。例如，石墨烯量子点作为一种零维材料，由于量子效应可以增强储能器件中的光电性能；具有针状结构的一维棒状石墨烯具有高的本征载流子迁移率和电导率，因此可应用于新型超级电容器和其它储能器件中；二维石墨烯结构可以制造成石墨烯薄膜和纸，为智能器件提供透明、可折叠和可穿戴的性能；三维石墨烯由于具有超高的比表面积，可以作为一种智能材料应用于高容量储能和环境应用，其中轻质和大容量的石墨烯气凝胶泡沫可用于军用或民用设备。石墨烯及其衍生物特殊的形貌和结构的多样性随维度的增加而增加。例如，垂直取向的二维石墨烯纳米片具有一种可应用于电化学储能装置的智能结构。此外，三维石墨烯结构可以通过自组装形成。其他特殊形貌的石墨烯如微花、盒、胶囊、折纸、结、环等也可以通过自组装合成。

二、制备与应用

表1 不同制备方法的评价效果

石墨烯的制备方法可分为两类，即自下而上法和自上而下法。最方便的方法是通过球磨的机械剥落；液相剥离法分散和溶解的新溶剂的研究可以促进石墨烯的表面功能化。此外， CVD仍然是实现大规模生产高质量石墨烯的最有望的方法。最后，通过常见的石墨烯评价指标对几种常见的方法进行了评价（表1）。应用方面，重点介绍了石墨烯在光与电领域的交叉应用。在这方面，包括超级电容器、锂电池、介电和光催化，而交叉应用包括光电化学电池、光热器件、光电机械器件和纳米发电装置等。

总结

通过以不同维度的石墨烯形貌和产品作为切入点，系统地总结和评述了石墨烯制备与应用的研究现状、存在的问题以及今后的发展方向。

作者简介

张以河，中国地质大学(北京)材料科学与工程学院教授、博士生导师、院长、“非金属矿物与固废资源材料化利用”北京市重点实验室主任、“非金属矿物与工业固废资源综合利用”全国循环经济工程实验室主任、矿区生态修复自然资源部工程技术创新中心副主任，兼任中国复合材料学会矿物复合材料专业委员会主任委员、中国环境学会固废分会副主任委员、中国材料研究学会理事、中国微纳米技术学会理事等。多年来一直从事“资源综合利用与环境能源生物医用新材料的研究、开发及产业化，研究领域包括矿物高分子复合材料、尾矿等固废资源化利用与生态环境材料、光催化与石墨烯等纳米材料，先后主持“十三五”国家重点研发计划课题、“十二五”863重大项目子课题、国家科技支撑计划项目子课题、国家自然科学基金面上项目、教育部科学技术研究重点项目、中国地质调查综合利用项目、香港政府创新基金、国防基础科研/预研/型号课题等60余个，主笔编制国家有关行业的新材料发展规划、发展战略等。目前在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Energy 等SCI期刊上共发表论文300余篇，累计被引8000余次，他引7000余次；14 篇论文入选 ESI 前 1 % 高被引论文；申请发明专利40余项并授权20余项，获国土资源科学技术二等奖2项及其他省部级科技奖。

黄洪伟，中国地质大学(北京)材料科学与工程学院教授、博士生导师。主要研究领域为层状光催化材料（主要围绕层状铋系化合物和石墨相氮化碳）的晶体结构设计与表面结构调控促进电荷分离的相关工作，并研究其在光解水、CO₂ 还原和污染物净化领域的应用，取得的研究成果包括首次发现并报道 20 余种新型铋系光催化材料等。目前以第一作者和通讯作者共发表国际 SCI 论文 110 篇，包括 Angew. Chem. Int. Ed. (4 篇)、J. Am. Chem. Soc. (1 篇)、Adv. Funct. Mater. (1 篇)、Nano Energy (6 篇)、ACS Catalysis(1 篇)、Chem. Mater.（1篇）、J. Mater. Chem. A（5篇）、Appl. Catal. B: Environ（10篇）等材料及化学领域著名期刊，总引文次数 5300 余次。其中 15 篇论文入选 ESI 前 1 % 高被引论文，4 篇论文入选ESI 热点论文，1 篇论文入选 2015 年度全国百篇最具影响国际学术论文， 2017 年英国皇家化学会（RSC）Top 1 % 高被引作者。目前任Nanomaterials and Nanotechnology编委、Chinese Chemical Letters青年编委、中国复合材料学会矿物复合材料专业委员会委员、非金属矿物与固废资源材料化利用北京市重点实验室委员兼秘书等职务。

孙黎，中国地质大学(北京)材料科学与工程学院副教授、硕士生导师。主要研究纳米复合功能材料及其电池和超级电容器应用领域的科研和教学工作。研究工作主要涉及锂离子电池、锂硫电池等先进电池用电极材料及超级电容材料的制备、结构和机械物理性能表征。已在Nano  Letters、ACS  Nano、Journal  of  Materials  Chemistry  A、Journal  of  Power  sources等国际知名学术期刊发表论文20余篇。

原文信息

Liqi Bai, Yihe Zhang^*, Wangshu Tong, Li Sun^*, Hongwei Huang^*, Qi An, Na Tian, Paul.K Chu. Graphene for Energy Storage and Conversion: Synthesis and Interdisciplinary Applications. Electrochemical Energy Reviews, DOI: 10.1007/s41918-019-00042-6.

关于我们

Electrochemical Energy Reviews (《电化学能源评论》，简称EER)，该期刊旨在及时反映国际电化学能源转换与存储领域的最新科研成果和动态，促进国内、国际的学术交流，设有专题综述和一般综述栏目。EER是国际上第一本专注电化学能源的英文综述性期刊。EER覆盖化学能源转换与存储所有学科，包括燃料电池、锂电池、金属-空气电池、超级电容器、制氢-储氢、CO₂转换等。 

EER为季刊，每年3月、6月、9月以及12月出版。 

创刊号在2018年3月正式出版。

欢迎关注和投稿

期刊执行严格的同行评议，提供英文润色、图片精修、封面图片设计等服务。出版周期3个月左右，高水平论文可加快出版。欢迎关注和投稿。

E-mail: eer@oa.shu.edu.cn

Tel.: 86-21-66136010

SpringerWeb: http://www.springer.com/chemistry/electrochemistry/journal/41918

ShuWeb: http://www.eer.shu.edu.cn

WeChat：ElectrochemicalEnergyReviews      

长按/扫描关注EER微信公众号