A high‐performance electromagnetic interference shielding composite based on reduced graphene oxide (rGO) and polystyrene (PS) is realized via high‐pressure solid‐phase compression molding. Superior shielding effectiveness of 45.1 dB, the highest value among rGO based polymer composite, is achieved with only 3.47 vol% rGO loading owning to multi‐facet segregated architecture with rGO selectively located on the boundaries among PS multi‐facets. This special architecture not only provides many interfaces to absorb the electromagnetic waves, but also dramatically reduces the loading of rGO by confining the rGO at the interfaces. Moreover, the mechanical strength of the segregated composite is dramatically enhanced using high pressure at 350 MPa, overcoming the major disadvantage of the composite made by conventional‐pressure (5 MPa). The composite prepared by the higher pressure shows 94% and 40% increment in compressive strength and compressive modulus, respectively. These results demonstrate a promising method to fabricate an economical, robust, and highly efficient EMI shielding material.

Transition‐metal (Fe, Co, Ni) based metal‐organic framework materials with controllable structures, large surface areas and adjustable pore sizes have attracted wide research interest for use in next‐generation electrochemical energy‐storage devices. This review introduces the synthesis of transition‐metal (Fe, Co, Ni) based metal‐organic frameworks and their derivatives with the focus on their application in supercapacitors and batteries.

Abstract Transition metal sulfides, as an important class of inorganics, can be used as excellent electrode materials for various types of electrochemical energy storage, such as lithium‐ion batteries, sodium‐ion batteries, supercapacitors, and others. Recent works have identified that mixing graphene or graphene derivatives with transition metal sulfides can result in novel composites with better electrochemical performance. This review summarizes the latest advances in transition metal sulfide composites with graphene or graphene derivatives. The synthetic strategies and morphologies of these composites are introduced. The authors then discuss their applications in lithium‐ion batteries, sodium‐ion batteries, and supercapacitors. Finally, the authors give their personal viewpoints about the challenges and opportunities for the future development about this direction.

Conductive polymer composites (CPCs) have generated significant academic and industrial interest for several decades. Unfortunately, ordinary CPCs with random conductive networks generally require high conductive filler loadings at the insulator/conductor transition, requiring complex processing and exhibiting inferior mechanical properties and low economic affordability. Segregated CPC (s-CPC) contains conductive fillers that are segregated in the perimeters of the polymeric granules instead of being randomly distributed throughout the bulk CPC material; these materials are overwhelmingly superior compared to normal CPCs. For example, the s-CPC materials have an ultralow percolation concentration (0.005–0.1 vol%), superior electrical conductivity (up to 106 S/m), and reasonable electromagnetic interference (EMI) shielding effectiveness (above 20 dB) at low filler loadings. Therefore, considerable progress has been achieved with s-CPCs, including high-performance anti-static, EMI shielding and sensing materials. Currently, however, few systematic reviews summarizing these advances with s-CPCs are available. To understand and efficiently harness the abilities of s-CPCs, we attempted to review the major advances available in the literature. This review begins with a concise and general background on the morphology and fabrication methods of s-CPCs. Next, we investigate the ultralow percolation behaviors of and the elements exerting a relevant influence (e.g., conductive filler type, host polymers, dispersion methods, etc.) on s-CPCs. Moreover, we also briefly discussed the latest advances in the mechanical, sensing, thermoelectric and EMI shielding properties of the s-CPCs. Finally, an overview of the current challenges and tasks of s-CPC materials is provided to guide the future development of these promising materials.

Metal–organic frameworks (MOFs), an emerging class of porous materials, have shown intriguing and promising properties in a wide range of applications due to their versatile structures, large surface areas, tunable porosity and tailorable chemistry. In recent years one of the most active research fields is to explore energy applications of MOF-based materials. In this review, we present a critical overview on the recent progress of the use of MOF-based materials for gaseous fuel storage, chemical hydrogen storage, solar and electrochemical energy storage and conversion. The challenges and opportunities towards advanced energy technologies with the MOF-based materials are discussed.

A combination of high-pressure compression molding plus salt-leaching was first proposed to prepare porous graphene/polystyrene composites. The specific shielding effectiveness of the lightweight composite was as high as 64.4 dB cm3 g−1, the highest value ever reported for polymer based EMI shielding materials at such a low thickness (2.5 mm).

Abstract Most metal–organic frameworks (MOFs) hardly maintain their physical and chemical properties after exposure to alkaline aqueous solutions, thus precluding their use as potential electrode materials for electrochemical energy storage devices. Here, we present the design and synthesis of a highly alkaline-stable metal oxide@MOF composite, Co3O4 nanocube@Co-MOF (Co3O4@Co-MOF), via a controllable and facile one-pot hydrothermal method under highly alkaline conditions. The obtained composite possesses exceptional alkaline stability, retaining its original structure in 3.0 M KOH for at least 15 days. Benefitting from the exceptional alkaline stability, unique structure, and larger surface area, the Co3O4@Co-MOF composite shows a specific capacitance as high as 1020 F g−1 at 0.5 A g−1 and a high cycling stability with only 3.3% decay after 5000 cycles at 5 A g−1. The as-constructed solid-state flexible device exhibits a maximum energy density of 21.6 mWh cm−3.

Metal-organic frameworks are a class of functional porous materials. In recent years, metal-organic frameworks have become a hot research topic in the field of electrochemistry because of their controllable morphology, abundant pores, high specific surface area and versatility. Herein, we summarize the latest developments of metal-organic frameworks and metal-organic framework composites as electrode materials or catalysts for electrochemical applications such as batteries, supercapacitors, electrocatalysts and electrochemical sensors. The morphological and electrochemical properties of these promising metal-organic framework materials for their future development are discussed. Finally, based on the reported literature, we propose the future direction of metal-organic frameworks and metal-organic framework composites in the field of electrochemistry.

2D materials are ideal for constructing flexible electrochemical energy storage devices due to their great advantages of flexibility, thinness, and transparency. Here, a simple one‐step hydrothermal process is proposed for the synthesis of nickel–cobalt phosphate 2D nanosheets, and the structural influence on the pseudocapacitive performance of the obtained nickel–cobalt phosphate is investigated via electrochemical measurement. It is found that the ultrathin nickel–cobalt phosphate 2D nanosheets with an Ni/Co ratio of 4:5 show the best electrochemical performance for energy storage, and the maximum specific capacitance up to 1132.5 F g −1 . More importantly, an aqueous and solid‐state flexible electrochemical energy storage device has been assembled. The aqueous device shows a high energy density of 32.5 Wh kg −1 at a power density of 0.6 kW kg −1 , and the solid‐state device shows a high energy density of 35.8 Wh kg −1 at a power density of 0.7 kW kg −1 . These excellent performances confirm that the nickel–cobalt phosphate 2D nanosheets are promising materials for applications in electrochemical energy storage devices.

Rechargeable zinc–air batteries show great potential in applications such as electric vehicles and wearable devices, especially for the flexible design. And the challenges and functional materials for each component are provided and discussed from air electrode, solid-state electrolyte to zinc anode, with perspectives of research directions.