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石墨烯是一种二维材料，在2004年首次通过微机械剥离从石墨中分离出来。它的发现开创了二维材料和革命性技术研究的新时代，受到了研究者的广泛关注。石墨烯拥有诸多独特性质，例如无带隙狄拉克锥结构、超高的载流子迁移率、相当高的导热性、优异的机械性能以及独特的光学性能。这些优异的特性使得石墨烯及其衍生物在电子、能源和环境相关设备中具有广泛的应用潜力。
在理想状态下，石墨烯具有大表面积和高导电性的特点，很有希望用于高功率密度能量存储和转换装置（例如超级电容器和燃料电池）。然而在实际应用过程中，平坦的石墨烯片层之间具有强大的 π - π 层间相互作用，在材料组装时倾向于聚集，难以达到高比表面积和快速的物质/电子传输，阻碍了其在电化学能量存储和转换方面的应用。为了解决这一问题，可以将石墨烯制备为三维粉体结构，抑制相邻片层的聚集和堆积，这种石墨烯被称为粉体石墨烯。粉体石墨烯在学术界和工业领域已经引起了相当大的关注，因为它们具有诸多优点，例如可设计的结构、可大规模生产以及良好的经济效益，已成为构建下一代储能和转换设备的理想材料，在能源相关应用方面展现出巨大的潜力。
合成粉体石墨烯的方法有很多，其中化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition, CVD）具有可扩展性且易于处理的特性，是当前合成各类石墨烯的一种重要方法。该方法主要利用含有薄膜元素的一种或几种气相单质或化合物，在衬底表面上进行化学反应生成薄膜。金属箔片（铜箔、镍箔等）是CVD生长石墨烯最常用的模板，可以合成高质量、大面积、形貌均匀的石墨烯薄膜。通过适当改变生长模板的形态、结构和组成，CVD同样可以合成大量粉体石墨烯。
在本章中，我们将重点介绍粉体石墨烯材料（例如石墨烯球壳、泡沫石墨烯等）的可扩展CVD生长以及它们在能源相关领域的应用。其次，我们对这些粉体石墨烯材料的相关生长机制也进行了简要的分析和讨论，并总结了这种CVD合成粉体石墨烯材料在应用上的挑战和未来的机遇。根据生长模板形状（泡沫、壳层和层次结构）和成分（金属、半导体和绝缘体）的不同，我们将合成粉体石墨烯的CVD进行分类。