石墨烯拥有独特的物理化学性质和功能,然而在一般的石墨烯粉体材料中,片与片之间的相互连接较弱,破坏了电子声子传输和力传递的连续性,而且相邻石墨烯片层容易聚集,减少了可利用的表面。三维石墨烯是希望通过三维化结构设计,来减少片层之间的阻抗,从而让石墨烯的优良性质传递到宏观尺度的块体材料之上。目前,三维石墨烯的高效低成本合成依然是一个挑战。本文主要发展了一种发泡法,以制备全新的三维石墨烯——筋撑石墨烯。筋撑石墨烯由连续相的石墨筋网络构成骨架(筋厚数微米),骨架上撑起单层/寡层的石墨烯薄膜。它们整体构成了一种泡沫状的块体材料,具有优秀的导电、机械性质和高比表面积(1000 m~2/g),而且这种方法具有低成本和高产量的优势[1]。由于其连续和连通的结构,基于筋撑石墨烯的电化学超级电容器,具有接近于零的内接触电阻,体现出极高的最大功率密度,在水体系中达到10~6W/kg[1]。同时具有高能量密度,在有机体系中达到了50Wh/kg(有机体系最大功率密度340kW/kg)[2]。