Graphene and its composites with nanoparticles for electrochemical energy applications
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Abstract
Abstract Graphene is a two dimensional (2D) planar and hexagonal array of carbon atoms and has been studied extensively as advanced nanomaterials for important technological applications. This review summarizes the recent developments in chemistry, materials and energy applications of graphene, doped graphene and their composites with nanoparticles (NPs). It first highlights the new chemistry used to synthesize high quality graphene. It then outlines the methodologies developed to dope graphene with heteroatoms to modify and control graphene properties. It further describes the general approaches to graphene–NP composites via either direct NP growth onto graphene or self-assembly of the pre-formed NPs on graphene surface. These graphene–NP composites provide some ideal systems for studying synergistic effects between graphene and NPs on catalysis. The review focuses on applications of graphene–NP composites in increasing electrochemical energy storage density and in catalyzing chemical reactions with much desired electrochemical efficiencies.
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Research context
OpenAlex topics: Advancements in Battery Materials · Supercapacitor Materials and Fabrication · Advanced battery technologies research
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
References (100+)
Show source-provided references
1. Huang · Small · 2011 · 7 · 187610.1002/smll.201002009 ↗
2. Weiss · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 578210.1002/adma.201201482 ↗
3. Green · J. Phys. Chem. Lett. · 2010 · 1 · 54410.1021/jz900235f ↗
4. Castro Neto · Rev. Mod. Phys. · 2009 · 81 · 10910.1103/RevModPhys.81.109 ↗
5. Zhang · Nature · 2005 · 438 · 20110.1038/nature04235 ↗
6. Fuhrer · MRS Bull. · 2010 · 35 · 28910.1557/mrs2010.551 ↗
7. Bolotin · Solid State Commun. · 2008 · 146 · 35110.1016/j.ssc.2008.02.024 ↗
8. Du · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 49110.1038/nnano.2008.199 ↗
9. Balandin · Nat. Mater. · 2011 · 10 · 56910.1038/nmat3064 ↗
10. Frank · J. Vac. Sci.Technol. B · 2007 · 25 · 255810.1116/1.2789446 ↗
11. Ojha · Nature · 2004 · 427 · 52110.1038/nature02294 ↗
12. Stoller · Nano Lett. · 2008 · 8 · 349810.1021/nl802558y ↗
13. Zou · ACS Nano · 2011 · 5 · 810810.1021/nn2027159 ↗
14. Liu · J. Mater. Chem. · 2012 · 22 · 2034210.1039/c2jm34617f ↗
15. Mahmood · ACS Nano · 2013 · 7 · 1030710.1021/nn4047138 ↗
16. Du · Mater. Lett. · 2010 · 64 · 207610.1016/j.matlet.2010.06.039 ↗
17. Chang · Adv. Funct. Mater. · 2013 · 23 · 507410.1002/adfm201301851 ↗
18. Mahmood · Small · 2013 · 9 · 132110.1002/smll.201203032 ↗
19. Mahmood · Chem.—Eur. J. · 2013 · 19 · 518310.1002/chem.201204549 ↗
20. Meng · Adv. Mater. · 2013 · 25 · 698510.1002/adma.201303529 ↗
21. Huang · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 597910.1002/adma.201201587 ↗
22. Xu · Energy Environ. Sci. · 2013 · 6 · 138810.1039/c3ee23870a ↗
23. Yang · ACS Nano · 2012 · 6 · 20510.1021/nn203393d ↗
24. Xu · ChemSusChem · 2013 · 6 · 49310.1002/cssc.201200564 ↗
25. Rao · Acc. Chem. Res. · 2013 · 46 · 14910.1021/ar300033m ↗
26. Venkateswara Rao · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2011 · 3 · 296610.1021/am200421h ↗
27. Wang · ACS Nano · 2013 · 7 · 242210.1021/nn3057388 ↗
28. Sun · Energy Environ. Sci. · 2011 · 4 · 111310.1039/c0ee00683a ↗
29. Gong · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 845210.1021/ja4027715 ↗
30. Bae · Nat. Nano · 2010 · 5 · 57410.1038/nnano.2010.132 ↗
31. Yang · Mater. Today · 2013 · 16 · 36510.1016/j.mattod.2013.09.004 ↗
32. Kemp · Nanoscale · 2013 · 5 · 314910.1039/c3nr33708a ↗
33. Mahmood · J. Mater. Chem. A · 2014 · 2 · 1510.1039/C3TA13033A ↗
34. Novoselov · Nature · 2012 · 490 · 19210.1038/nature11458 ↗
35. Hernandez · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 56310.1038/nnano.2008.215 ↗
36. Cui · Nanoscale · 2011 · 3 · 211810.1039/c1nr10127g ↗
37. Coleman · Acc. Chem. Res. · 2013 · 46 · 1410.1021/ar300009f ↗
38. Leon · ACS Nano · 2014 · 8 · 56310.1021/nn405148t ↗
39. Coleman · Adv. Funct. Mater. · 2009 · 19 · 368010.1002/adfm.200901640 ↗
40. Bae · Nat. Nanotechnol. · 2010 · 5 · 57410.1038/nnano.2010.132 ↗
41. Brownson · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2012 · 14 · 826410.1039/c2cp40225d ↗
42. Zhang · Nano Lett. · 2012 · 12 · 281010.1021/nl300039a ↗
43. Zhou · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 209610.1038/ncomms3096 ↗
44. Zhang · Acc. Chem. Res. · 2013 · 46 · 232910.1021/ar300203n ↗
45. Mattevi · J. Mater. Chem. · 2011 · 21 · 332410.1039/C0JM02126A ↗
46. Lee · Science · 2013 · 340 · 107310.1126/science.1235126 ↗
47. Cai · J. Mater. Chem. · 2012 · 22 · 2499210.1039/c2jm34517j ↗
48. Ciesielski · Chem. Soc. Rev. · 2014 · 43 · 38110.1039/C3CS60217F ↗
49. Su · ACS Nano · 2011 · 5 · 233210.1021/nn200025p ↗
50. Qian · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2011 · 3 · 225910.1021/am200479d ↗
51. Wu · Anal. Chim. Acta · 2014 · 825 · 2610.1016/j.aca.2014.03.036 ↗
52. Nuvoli · J. Mater. Chem. · 2011 · 21 · 342810.1039/C0JM02461A ↗
53. Qian · Nano Res. · 2009 · 2 · 70610.1007/s12274-009-9074-z ↗
54. Li · Science · 2008 · 319 · 122910.1126/science.1150878 ↗
55. Parviz · ACS Nano · 2012 · 6 · 885710.1021/nn302784m ↗
56. Hao · Chem. Commun. · 2008 · 657610.1039/b816971c ↗
57. Khan · Small · 2010 · 6 · 86410.1002/smll.200902066 ↗
58. Khan · Carbon · 2012 · 50 · 47010.1016/j.carbon.2011.09.001 ↗
59. Chua · Chem. Soc. Rev. · 2014 · 43 · 29110.1039/C3CS60303B ↗
60. Gong · Science · 2009 · 323 · 76010.1126/science.1168049 ↗
61. Qu · ACS Nano · 2010 · 4 · 132110.1021/nn901850u ↗
62. Rao · Nano Today · 2014 · 9 · 32410.1016/j.nantod.2014.04.010 ↗
63. Lee · Small · 2009 · 5 · 176910.1002/smll.200801938 ↗
64. Pels · Carbon · 1995 · 33 · 164110.1016/0008-6223(95)00154-6 ↗
65. Wu · J. Mater. Chem. · 2010 · 20 · 305910.1039/b924010a ↗
66. Wu · Science · 2011 · 332 · 44310.1126/science.1200832 ↗
67. Zhao · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 239010.1038/ncomms3390 ↗
68. Kumar · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 281910.1038/ncomms3819 ↗
69. Zhang · J. Phys. Chem. C · 2011 · 115 · 1117010.1021/jp201991j ↗
70. Sidik · J. Phys. Chem. B · 2006 · 110 · 178710.1021/jp055150g ↗
71. Xue · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 1106010.1021/ja302483t ↗
72. Li · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 1593910.1021/ja907098f ↗
73. Geng · Energy Environ. Sci. · 2011 · 4 · 76010.1039/c0ee00326c ↗
74. Panchokarla · Adv. Mater. · 2009 · 21 · 472610.1002/adma.200901285 ↗
75. Shao · J. Mater. Chem. · 2010 · 20 · 749110.1039/c0jm00782j ↗
76. Jeong · Nano Lett. · 2011 · 11 · 247210.1021/nl2009058 ↗
77. Liang · Nat. Mater. · 2011 · 10 · 78010.1038/nmat3087 ↗
78. Zhang · Nano Energy · 2013 · 2 · 8810.1016/j.nanoen.2012.07.021 ↗
79. Sheng · ACS Nano · 2011 · 5 · 435010.1021/nn103584t ↗
80. Parvez · ACS Nano · 2012 · 6 · 954110.1021/nn302674k ↗
81. Lin · Adv. Energy Mater. · 2012 · 2 · 88410.1002/aenm.201200038 ↗
82. Yang · Angew. Chem. Int. Ed. · 2011 · 50 · 713210.1002/anie.201101287 ↗
83. Radovic · Carbon · 1998 · 36 · 184110.1016/S0008-6223(98)00156-0 ↗
84. Han · ACS Nano · 2013 · 7 · 1910.1021/nn3034309 ↗
85. Wang · Energy Environ. Sci. · 2014 · 7 · 57610.1039/c3ee43463j ↗
86. Herrmann · J. Electrochem. Soc. · 2009 · 156 · B128310.1149/1.3185852 ↗
87. Wohlgemuth · Green Chem. · 2012 · 14 · 151510.1039/c2gc35309a ↗
88. Yang · Adv. Funct. Mater. · 2012 · 22 · 363410.1002/adfm.201200186 ↗
89. Chung · Electrochem. Commun. · 2010 · 12 · 179210.1016/j.elecom.2010.10.027 ↗
90. Liang · Angew. Chem. Int. Ed. · 2012 · 51 · 1149610.1002/anie.201206720 ↗
91. Feng · Carbon · 2006 · 44 · 299810.1016/j.carbon.2006.05.053 ↗
92. Yang · ACS Nano · 2012 · 6 · 20510.1021/nn203393d ↗
93. Seredych · Carbon · 2014 · 66 · 22710.1016/j.carbon.2013.08.062 ↗
94. Kong · ChemPhysChem · 2013 · 14 · 51410.1002/cphc.201200918 ↗
95. Li · RSC Adv. · 2013 · 3 · 997810.1039/c3ra41079j ↗
96. Liu · Catal. Commun. · 2011 · 16 · 3510.1016/j.catcom.2011.08.038 ↗
97. Strelko · J. Energy Chem. · 2013 · 22 · 17410.1016/S2095-4956(13)60023-6 ↗
98. Wang · Angew. Chem. Int. Ed. · 2012 · 51 · 420910.1002/anie.201109257 ↗
99. Choi · ACS Nano · 2012 · 6 · 708410.1021/nn3021234 ↗
100. Luo · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 353810.1002/adma.201201173 ↗