Abstract The design of advanced high‐energy‐density supercapacitors requires the design of unique materials that combine hierarchical nanoporous structures with high surface area to facilitate ion transport and excellent electrolyte permeability. Here, shape‐controlled 2D nanoporous carbon sheets (NPSs) with graphitic wall structure through the pyrolysis of metal–organic frameworks (MOFs) are developed. As a proof‐of‐concept application, the obtained NPSs are used as the electrode material for a supercapacitor. The carbon‐sheet‐based symmetric cell shows an ultrahigh Brunauer–Emmett–Teller (BET)‐area‐normalized capacitance of 21.4 µF cm −2 (233 F g −1 ), exceeding other carbon‐based supercapacitors. The addition of potassium iodide as redox‐active species in a sulfuric acid (supporting electrolyte) leads to the ground‐breaking enhancement in the energy density up to 90 Wh kg −1 , which is higher than commercial aqueous rechargeable batteries, maintaining its superior power density. Thus, the new material provides a double profits strategy such as battery‐level energy and capacitor‐level power density.

Abstract Metal halide perovskite nanocrystals are promising materials for a diverse range of applications, such as light-emitting devices and photodetectors. We demonstrate the bandgap tunability of strongly emitting CH 3 NH 3 PbBr 3 nanocrystals synthesized at both room and elevated (60 °C) temperature through the variation of the precursor and ligand concentrations. We discuss in detail the role of two ligands, oleylamine and oleic acid, in terms of the coordination of the lead precursors and the nanocrystal surface. The growth mechanism of nanocrystals is elucidated by combining the experimental results with the principles of nucleation/growth models. The proposed formation mechanism of perovskite nanocrystals will be helpful for further studies in this field and can be used as a guide to improve the synthetic methods in the future.

Engineering of controlled hybrid nanocomposites creates one of the most exciting applications in the fields of energy materials and environmental science. The rational design and in situ synthesis of hierarchical porous nanocomposite sheets of nitrogen‐doped graphene oxide (NGO) and nickel sulfide (Ni 7 S 6 ) derived from a hybrid of a well‐known nickel‐based metal‐organic framework (NiMOF‐74) using thiourea as a sulfur source are reported here. The nanoporous NGO/MOF composite is prepared through a solvothermal process in which Ni(II) metal centers of the MOF structure are chelated with nitrogen and oxygen functional groups of NGO. NGO/Ni 7 S 6 exhibits bifunctional activity, capable of catalyzing both the hydrogen evolution reaction (HER) and the oxygen evolution reaction (OER) with excellent stability in alkaline electrolytes, due to its high surface area, high pore volume, and tailored reaction interface enabling the availability of active nickel sites, mass transport, and gas release. Depending on the nitrogen doping level, the properties of graphene oxide can be tuned toward, e.g., enhanced stability of the composite compared to commonly used RuO 2 under OER conditions. Hence, this work opens the door for the development of effective OER/HER electrocatalysts based on hierarchical porous graphene oxide composites with metal chalcogenides, which may replace expensive commercial catalysts such as RuO 2 and IrO 2 .

Single-atom (SA) catalysis is a novel frontline in the catalysis field due to the often drastically enhanced specific activity and selectivity of many catalytic reactions. Here, an atomic-scale defect engineering approach to form and control traps for platinum SA sites as co-catalyst for photocatalytic H2 generation is described. Thin sputtered TiO2 layers are used as a model photocatalyst, and compared to the more frequently used (001) anatase sheets. To form stable SA platinum, the TiO2 layers are reduced in Ar/H2 under different conditions (leading to different but defined Ti3+ -Ov surface defects), followed by immersion in a dilute hexachloroplatinic acid solution. HAADF-STEM results show that only on the thin-film substrate can the density of SA sites be successfully controlled by the degree of reduction by annealing. An optimized SA-Pt decoration can enhance the normalized photocatalytic activity of a TiO2 sputtered sample by 150 times in comparison to a conventional platinum-nanoparticle-decorated TiO2 surface. HAADF-STEM, XPS, and EPR investigation jointly confirm the atomic nature of the decorated Pt on TiO2 . Importantly, the density of the relevant surface exposed defect centers-thus the density of Pt-SA sites, which play the key role in photocatalytic activity-can be precisely optimized.