孙靖宇

本文引入了双添加剂的策略，即在典型的硫酸锌电解液中添加XY和GO分子。XY分子可取代锌离子溶剂化壳层中的两个水分子，形成新的配位结构，这种活性水分子的减少有利于改善析氢反应。另一方面，GO可以在锌负极表面自发还原为还原氧化石墨烯（rGO），从而形成均匀的人工界面层。此外，XY、锌金属以及rGO分子之间均存在较强的相互作用，从而发挥协同保护锌负极的功效。

本文综述气相助剂辅助绝缘衬底上石墨烯制备的方法：首先对绝缘衬底上石墨烯的生长行为进行分析；随后着重介绍几类常见的气相助剂辅助石墨烯生长的策略和机理；最后，总结绝缘衬底上制备高品质石墨烯存在的挑战，并对未来的发展方向进行展望。

该制备策略的关键在于构建纳米尺度的限域空间，限域空间内气体形成分子流的流场状态，有助于实现石墨烯薄膜的大面积均匀性。同时，限域空间的构建能够束缚住石英衬底在高温下自身释放的羟基物种。理论计算表明，羟基有助于降低碳源分解的能垒、有利于碳原子在石墨烯边缘拼接，从而促进石墨烯的生长。由此制备的石墨烯具有优异的光学透过率和电学性质。本研究为无转移石墨烯薄膜的批量制备提供了可行方案。

通过使用PECVD在商业锌箔上直接生长N/O共掺杂的纳米结晶石墨烯层，开发了高性能的NOC@Zn阳极。令人鼓舞的是，配备了NOC@Zn阳极的全电池在高速率、低N/P比和弯曲条件下具有显著的循环稳定性。本文的NOC@Zn阳极提供了多功能性和简单性，可能会促进锌金属电池的商业化。

我们展示了一种直接CVD技术原位构筑Gr-MxSey@GF隔膜的通用策略。

系统解耦了direct-CVD-enabled石墨烯在储能领域的多面手角色，深入揭示了其在离子存储、锂硫催化和金属负极保护三个储能体系示例中的构效关系和作用机制，并从基底选择、方法优化和器件构筑等角度对今后的重点研究方向进行了展望，最后绘制了石墨烯在绝缘衬底上直接生长的技术发展路线图。

通过卷对卷等离子增强的化学气相沉积（PECVD）在商品化Al箔表面原位生长亲锂的石墨烯层（Al@G）并将其用作无负极钾金属电池的集流体。通过利用强附着力 (10.52 N m -1 ) 和高表面能 (66.6 mJ m –2)，所设计的 Al@G 结构确保了高度平滑和有序的K镀/脱工艺。因此，在K金属电镀/剥离过程中，Al@G可以在高达4.0mA cm -2 的电流密度和高达4.0 mAh cm -2的循环容量下工作，在0.5 mA cm –2和 0.1–2.0 mA cm –2的周期性电流波动下长达750小时的稳定循环。此外，还构建了一种由 Al@G 阳极集电器启用的新型无阳极K金属全电池原型，证明改善了的循环稳定性。

本文采用卷对卷PECVD技术在商用铝箔集流体上直接生长了石墨烯修饰层，开发了一种用于无负极钾金属电池的高效负极集流体（Al@G）。Al@G的高表面能促使钾金属倾向于有序的层状沉积，石墨烯与铝箔的强结合力保证了修饰层的长期稳定性，修饰层的超薄特性也使钾源的消耗最小化。从而，以Al@G作为负极集流体的无负极钾金属电池发挥出了稳定的电化学性能。

无褶皱超平整石墨烯薄膜的化学气相沉积（CVD）制备是近年来的研究热点和难点。金属衬底上已发展无褶皱石墨烯的生长方法，然而在绝缘衬底上无转移生长超平整石墨烯尚未报道。基于此，北京大学刘忠范院士课题组与苏州大学能源学院孙靖宇教授课题组近期在Advanced Functional Materials上发表题为“Toward Direct Growth of Ultra-Flat Graphene”的研究论文。

苏州大学 孙靖宇、北京大学 张锦课题组在《ACS Nano》期刊发表名为 “Graphdiyne/Graphene/Graphdiyne Sandwiched Carbonaceous Anode for Potassium-Ion Batteries”的论文，研究提出一种GDY/石墨烯/GDY (GDY/Gr/GDY) 夹层结构，在范德华外延策略中提供高表面积和优良品质。

近日，刘忠范院士团队自主设计研发了电磁感应加热石墨烯甚高温生长设备，并借助此设备在c面蓝宝石上直接生长出了由取向高度一致、大晶畴拼接而成的晶圆尺寸单层石墨烯薄膜。