Nanoporous nickel hydroxide (Ni(OH)2) thin film was grown on the surface of ultrathin-graphite foam (UGF) via a hydrothermal reaction. The resulting free-standing Ni(OH)2/UGF composite was used as the electrode in a supercapacitor without the need for addition of either binder or metal-based current collector. The highly conductive 3D UGF network facilitates electron transport and the porous Ni(OH)2 thin film structure shortens ion diffusion paths and facilitates the rapid migration of electrolyte ions. An asymmetric supercapacitor was also made and studied with Ni(OH)2/UGF as the positive electrode and activated microwave exfoliated graphite oxide ('a-MEGO') as the negative electrode. The highest power density of the fully packaged asymmetric cell (44.0 kW/kg) was much higher (2–27 times higher), while the energy density was comparable to or higher, than high-end commercially available supercapacitors. This asymmetric supercapacitor had a capacitance retention of 63.2% after 10 000 cycles.

We herein report a monomer-mediated in situ growth strategy for the controllable construction of porous nanospheres with a magnetic core and a tunable COF shell. The composite exhibits high stability and excellent performance for the removal of a typical class of endocrine-disrupting chemicals, bisphenol chemicals, in aqueous solution.

In this report, NiCo2O4 nanostructures with different morphologies were directly grown on conductive substrates (stainless steel and ITO) by a facile electrodeposition method in addition to a post-annealing process. The morphology changes on different conductive substrates are discussed in detail. The NiCo2O4 on stainless steel (SS) had a high surface area (119 m2 g−1) and was successfully used in the electrocatalytic oxidation of methanol. The electrocatalytic performance was investigated by cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements. Impressively, the NiCo2O4 showed much higher electrocatalytic activity, lower overpotential and greater stability compared to that of only NiO or Co3O4 synthesized by the same method. The higher electrocatalytic activity is due to the high electron conductivity, large surface area of NiCo2O4 and the fast ion/electron transport in the electrode and at the electrolyte–electrode interface. This is important for further development of high performance non-platinum electrocatalysts for application in direct methanol fuel cells.

Abstract The preparation of subnanoporous covalent-organic-framework (COF) membranes with high performance for ion/molecule sieving still remains a great challenge. In addition to the difficulties in fabricating large-area COF membranes, the main reason is that the pore size of 2D COFs is much larger than that of most gas molecules and/or ions. It is urgently required to further narrow their pore sizes to meet different separation demands. Herein, we report a simple and scalable way to grow large-area, pliable, free-standing COF membranes via a one-step route at organic–organic interface. The pore sizes of the membranes can be adjusted from >1 nm to sub-nm scale by changing the stacking mode of COF layers from AA to AB stacking. The obtained AB stacking COF membrane composed of highly-ordered nanoflakes is demonstrated to have narrow aperture (∼0.6 nm), uniform pore distribution and shows good potential in organic solvent nanofiltration, water treatment and gas separation.

Graphene has been successfully modified with palladium nanoparticles in a facile manner by reducing palladium acetate [Pd(OAc)2] in the present of sodium dodecyl sulfate (SDS), which is used as both surfactant and the reducing agent. The palladium nanoparticle-graphene hybrids (Pd-graphene hybrids) are characterized by high-resolution transmission electron microscopy, atomic force microscopy, Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, and energy dispersive X-ray spectroscopy. We demonstrate that the Pd-graphene hybrids can act as an efficient catalyst for the Suzuki reaction under aqueous and aerobic conditions, with the reaction reaching completion in as little as 5 min. The influence of the preparation conditions on the catalytic activities of the hybrids is also investigated.

We summarize the recent advances in the modification of graphene with polymers and the synthesis and applications of high quality graphene–polymer nanocomposites.

Advanced Energy MaterialsVolume 6, Issue 18 1600802 Communication Activated Carbon from Biomass Transfer for High-Energy Density Lithium-Ion Supercapacitors Bing Li, Bing Li Clean Energy Automotive Engineering Center & School of Automotive Studies, Tongji University (Jiading Campus), 4800 Caoan Road, Shanghai, 201804 P. R. ChinaSearch for more papers by this authorFang Dai, Fang Dai General Motors, R&D Center, Warren, MI, 48090 USASearch for more papers by this authorQiangfeng Xiao, Qiangfeng Xiao General Motors, R&D Center, Warren, MI, 48090 USASearch for more papers by this authorLi Yang, Li Yang General Motors, R&D Center, Warren, MI, 48090 USASearch for more papers by this authorJingmei Shen, Jingmei Shen Optimal CAE, Plymouth, MI, 48170 USASearch for more papers by this authorCunman Zhang, Corresponding Author Cunman Zhang zhangcunman@tongji.edu.cn Clean Energy Automotive Engineering Center & School of Automotive Studies, Tongji University (Jiading Campus), 4800 Caoan Road, Shanghai, 201804 P. R. ChinaE-mail: zhangcunman@tongji.edu.cn, mei.cai@gm.comSearch for more papers by this authorMei Cai, Corresponding Author Mei Cai mei.cai@gm.com General Motors, R&D Center, Warren, MI, 48090 USAE-mail: zhangcunman@tongji.edu.cn, mei.cai@gm.comSearch for more papers by this author Bing Li, Bing Li Clean Energy Automotive Engineering Center & School of Automotive Studies, Tongji University (Jiading Campus), 4800 Caoan Road, Shanghai, 201804 P. R. ChinaSearch for more papers by this authorFang Dai, Fang Dai General Motors, R&D Center, Warren, MI, 48090 USASearch for more papers by this authorQiangfeng Xiao, Qiangfeng Xiao General Motors, R&D Center, Warren, MI, 48090 USASearch for more papers by this authorLi Yang, Li Yang General Motors, R&D Center, Warren, MI, 48090 USASearch for more papers by this authorJingmei Shen, Jingmei Shen Optimal CAE, Plymouth, MI, 48170 USASearch for more papers by this authorCunman Zhang, Corresponding Author Cunman Zhang zhangcunman@tongji.edu.cn Clean Energy Automotive Engineering Center & School of Automotive Studies, Tongji University (Jiading Campus), 4800 Caoan Road, Shanghai, 201804 P. R. ChinaE-mail: zhangcunman@tongji.edu.cn, mei.cai@gm.comSearch for more papers by this authorMei Cai, Corresponding Author Mei Cai mei.cai@gm.com General Motors, R&D Center, Warren, MI, 48090 USAE-mail: zhangcunman@tongji.edu.cn, mei.cai@gm.comSearch for more papers by this author First published: 04 July 2016 https://doi.org/10.1002/aenm.201600802Citations: 208Read the full textAboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onFacebookTwitterLinkedInRedditWechat Graphical Abstract High-performance activated carbons derived from the most common egg white are synthesized via a simple biomass transfer process. Hybrid-type lithium-ion supercapacitors (LICs) are fabricated utilizing the eAC as the cathode materials and Si/C nanocomposites as the anode material. The LIC exhibits high energy density and power density with an excellent cycling life. Citing Literature Supporting Information As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors. Filename Description aenm201600802-sup-0001-S1.pdf989.3 KB Supplementary Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article. Volume6, Issue18September 21, 20161600802 RelatedInformation

Abstract Nitrogen doping has been proven to be a facile modification strategy to improve the electrochemical performance of 2D MXenes, a group of promising candidates for energy storage applications. However, the underlying mechanisms, especially the positions of nitrogen dopants, and its effect on the electrical properties of MXenes, are still largely unexplored. Herein, a comprehensive study is carried out to disclose the nitrogen doping mechanism in Ti 3 C 2 MXene, by employing theoretical simulation and experimental characterization. Three possible sites are found in Ti 3 C 2 T x (T = F, OH, and O) to accommodate the nitrogen dopants: lattice substitution (for carbon), function substitution (for –OH), and surface absorption (on –O). Moreover, electrochemical test results confirm that all the three kinds of nitrogen dopants are favorable for improving the specific capacitance of the Ti 3 C 2 electrode, and the underlying factors are successfully distinguished. By revealing the nitrogen doping mechanisms in Ti 3 C 2 MXene, this work provides theoretical guidelines for modulating the electrochemical properties of MXene materials for energy storage applications.

One of the critical challenges to develop advanced lithium‐sulfur (Li‐S) batteries lies in exploring a high efficient stable sulfur cathode with robust conductive framework and high sulfur loading. Herein, a 3D flexible multifunctional hybrid is rationally constructed consisting of nitrogen‐doped carbon foam@CNTs decorated with ultrafine MgO nanoparticles for the use as advanced current collector. The dense carbon nanotubes uniformly wrapped on the carbon foam skeletons enhance the flexibility and build an interconnected conductive network for rapid ionic/electronic transport. In particular, a synergistic action of MgO nanoparticles and in situ N‐doping significantly suppresses the shuttling effect via enhanced chemisorption of lithium polysulfides. Owing to these merits, the as‐built electrode with an ultrahigh sulfur loading of 14.4 mg cm −2 manifests a high initial areal capacity of 10.4 mAh cm −2 , still retains 8.8 mAh cm −2 (612 mAh g −1 in gravimetric capacity) over 50 cycles. The best cycling performance is achieved upon 800 cycles with an extremely low decay rate of 0.06% at 2 C. Furthermore, a flexible soft‐packaged Li‐S battery is readily assembled, which highlights stable electrochemical characteristics under bending and even folding. This cathode structural design may open up a potential avenue for practical application of high‐sulfur‐loading Li‐S batteries toward flexible energy‐storage devices.