journal article·2025-03-28

Ultra-Fast and Facile Fabrication of Turbostratic Holey Graphene and Its Supercapacitor Applications

Niranjan Pandit, Saurav Keshri, Pushpender Singh, T. N. Singh, Anup Kumar Keshri

ACS Applied Nano Materials· Volume 8· Issue 12
Publisher page

Abstract

A facile, cost-effective, and scalable method for producing turbostratic holey graphene (tHG) nanosheets has been developed using an age-old atmospheric plasma spray technique. This single-step, residue-free process originates from the hole and simultaneously induces twisting in the graphene layers. The twisting minimizes electronic interactions between the layers, increasing interlayer spacing and significantly enhancing the graphene’s effective specific surface area. The fabricated tHG electrode exhibits the highest specific capacitance of 220.4 F g –1 at 0.5 A g –1, an energy density of 27.54 W h kg –1, and a power density of 225 W kg –1 in the three-electrode system. Furthermore, the electrode exhibits outstanding electrochemical stability, retaining about 92% of its capacitance after 10,000 cycles. These characteristics position the tHG as a highly promising material for next-generation high-performance supercapacitors.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Supercapacitor Materials and Fabrication · Graphene research and applications · Graphene and Nanomaterials Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Plasma Spray Coating Laboratory, Department of Metallurgical and Materials Engineering

Indian Institute of Technology Patna

Department of Civil and Environmental Engineering

Funding

Department of Science and Technology, Ministry of Science and Technology, India · Indian Institute of Technology, Patna

References (66)

Show source-provided references
1. 10.1049/mna2.1214810.1049/mna2.12148 ↗
2. 10.1016/j.seta.2023.10329510.1016/j.seta.2023.103295 ↗
3. 10.1016/j.rser.2022.11227910.1016/j.rser.2022.112279 ↗
4. 10.1016/j.jiec.2024.07.01710.1016/j.jiec.2024.07.017 ↗
5. 10.1016/j.cej.2023.14370610.1016/j.cej.2023.143706 ↗
6. 10.1016/j.est.2024.11115910.1016/j.est.2024.111159 ↗
7. 10.1016/j.jpowsour.2023.23334310.1016/j.jpowsour.2023.233343 ↗
8. 10.1002/tcr.20230023610.1002/tcr.202300236 ↗
9. 10.1016/j.electacta.2023.14358510.1016/j.electacta.2023.143585 ↗
10. 10.1002/celc.20230047510.1002/celc.202300475 ↗
11. 10.1016/j.est.2023.11015210.1016/j.est.2023.110152 ↗
12. 10.1016/j.est.2024.11069810.1016/j.est.2024.110698 ↗
13. 10.1016/j.matchemphys.2022.12720210.1016/j.matchemphys.2022.127202 ↗
14. 10.1002/adfm.20240461510.1002/adfm.202404615 ↗
15. 10.1002/admi.20230106210.1002/admi.202301062 ↗
16. 10.1007/978-3-031-28942-2_510.1007/978-3-031-28942-2_5 ↗
17. 10.1002/smll.20240351810.1002/smll.202403518 ↗
18. 10.1016/j.est.2024.11278810.1016/j.est.2024.112788 ↗
19. 10.1016/j.nantod.2024.10216210.1016/j.nantod.2024.102162 ↗
20. 10.1002/ente.20230072610.1002/ente.202300726 ↗
21. 10.1002/smll.20190378010.1002/smll.201903780 ↗
22. 10.1002/ange.20231265610.1002/ange.202312656 ↗
23. 10.1038/srep2985410.1038/srep29854 ↗
24. 10.1039/C3NR02135A10.1039/C3NR02135A ↗
25. 10.1039/C9TA10667G10.1039/C9TA10667G ↗
26. 10.1016/j.xcrp.2020.10021510.1016/j.xcrp.2020.100215 ↗
27. 10.1016/j.inoche.2019.03.03210.1016/j.inoche.2019.03.032 ↗
28. 10.1039/C7NR00583K10.1039/C7NR00583K ↗
29. 10.1039/c3ta10897j10.1039/c3ta10897j ↗
30. 10.1016/j.nanoen.2014.12.01410.1016/j.nanoen.2014.12.014 ↗
31. 10.1039/D1RA05157A10.1039/D1RA05157A ↗
32. 10.1021/acsnano.0c0945110.1021/acsnano.0c09451 ↗
33. 10.1021/nn502635y10.1021/nn502635y ↗
34. 10.1016/j.carbon.2019.09.05310.1016/j.carbon.2019.09.053 ↗
35. 10.1088/2053-1583/ad167510.1088/2053-1583/ad1675 ↗
36. 10.1016/j.cplett.2023.14069510.1016/j.cplett.2023.140695 ↗
37. 10.1002/adfm.20231626610.1002/adfm.202316266 ↗
38. 10.1016/j.jhazmat.2024.13642110.1016/j.jhazmat.2024.136421 ↗
39. 10.1016/j.matt.2023.09.00910.1016/j.matt.2023.09.009 ↗
40. 10.1021/acsnano.2c0037910.1021/acsnano.2c00379 ↗
41. 10.1103/PhysRevB.88.03542610.1103/PhysRevB.88.035426 ↗
42. 10.1016/j.carbon.2021.08.01410.1016/j.carbon.2021.08.014 ↗
43. 10.1016/j.diamond.2017.01.00910.1016/j.diamond.2017.01.009 ↗
44. 10.1016/j.jpowsour.2016.10.01810.1016/j.jpowsour.2016.10.018 ↗
45. 10.1016/j.carbon.2014.09.06710.1016/j.carbon.2014.09.067 ↗
46. 10.1021/acsomega.2c0683410.1021/acsomega.2c06834 ↗
47. 10.1016/j.carbon.2012.01.02810.1016/j.carbon.2012.01.028 ↗
48. 10.1021/acsnano.0c0590010.1021/acsnano.0c05900 ↗
49. 10.1016/j.powera.2023.10013010.1016/j.powera.2023.100130 ↗
50. 10.1021/acsami.6b0944010.1021/acsami.6b09440 ↗
51. 10.1016/j.electacta.2015.11.09010.1016/j.electacta.2015.11.090 ↗
52. 10.1016/j.apcatb.2023.12309110.1016/j.apcatb.2023.123091 ↗
53. 10.1021/acsnano.8b0191410.1021/acsnano.8b01914 ↗
54. 10.1002/adfm.20180632910.1002/adfm.201806329 ↗
55. 10.1016/j.matlet.2020.12779310.1016/j.matlet.2020.127793 ↗
56. 10.1002/advs.20180075010.1002/advs.201800750 ↗
57. 10.1016/j.est.2023.11030210.1016/j.est.2023.110302 ↗
58. 10.1016/j.electacta.2016.12.05710.1016/j.electacta.2016.12.057 ↗
59. 10.1016/j.cclet.2017.11.02610.1016/j.cclet.2017.11.026 ↗
60. 10.1039/C8NH00375K10.1039/C8NH00375K ↗
61. 10.1016/j.cplett.2016.07.01510.1016/j.cplett.2016.07.015 ↗
62. 10.1039/C7CC07475A10.1039/C7CC07475A ↗
63. 10.1021/acsami.9b0992710.1021/acsami.9b09927 ↗
64. 10.1088/1361-6528/abbfd410.1088/1361-6528/abbfd4 ↗
65. 10.1002/adfm.20150032110.1002/adfm.201500321 ↗
66. 10.1016/j.cej.2019.12212610.1016/j.cej.2019.122126 ↗