Do vậy, nhiều nghiên cứu về vật liệu siêu tụ điện đã được báo cáo. Các siêu tụ có thể được phân loại thành ba nhóm chính: tụ điện lớp kép (EDLC), giả tụ và tụ điện hỗn hợp. Trong đó, điện dung của tụ điện lớp kép được tạo ra bởi sự tích tụ điện tích ở bề mặt phân cách điện cực - chất điện phân; giả tụ là loại tụ trong đó điện dung tạo ra bởi các phản ứng oxy hóa khử và tụ điện hỗn hợp cung cấp điện dung theo cả hai cơ chế nêu trên.

Nhóm nghiên cứu của Kaliyappan Karthikeyan và cộng sự đã chế tạo Fe3O4- graphen bằng phương pháp chiếu xạ vi sóng có hỗ trợ u-rê được sử dụng làm vật liệu điện cực. Ở mật độ dòng 3,75 A.g-1, điện dung riêng với điện cực đối xứng đạt được là 72 F.g-1. So sánh hiệu suất điện hóa cho thấy vật liệu tổ hợp lớn hơn so với vật liệu ô-xít Fe3O4 không chứa graphen. Hongying Quan và cộng sự cũng chế tạo vật liệu tổ hợp α-Fe2O3/rGO bằng quy trình thủy nhiệt đơn giản cho các ứng dụng siêu tụ điện. Hạt nano α-Fe2O3 được bọc trong các tấm rGO cho thấy điện dung riêng rất lớn, lên đến 903 F.g-1 ở mật độ dòng 1 A.g-1. So sánh với vật liệu ô-xít α-Fe2O3 không chứa graphen, vật liệu tổ hợp thể hiện điện dung riêng lớn hơn. Trong các nghiên cứu này, các tấm graphen không chỉ đóng vai trò là chất dẫn hạt tải mà còn giúp ngăn ngừa sự kết tụ của các hạt nano ô-xít sắt, từ đó nâng cao điện dung của tụ điện và cải thiện độ ổn định sạc/xả.

Có nhiều phương pháp khác nhau đã được thực hiện để chế tạo vật liệu tổ hợp dựa trên graphen: trộn dung dịch, đồng kết tủa, sol-gel, lắng đọng điện hóa, thủy nhiệt,... Các phương pháp tổng hợp vật liệu tổ hợp ô-xít kim loại/graphen sẽ quyết định các tính chất vật lý, hóa học, cơ học và cấu trúc của chúng. Mỗi một phương pháp khác nhau sẽ có ưu điểm và nhược điểm riêng. Tuy nhiên, hầu như các phương pháp trên đều sử dụng vật liệu tiền chất là graphen ô-xít (GO) hoặc graphen ô-xít đã bị khử (rGO) được tổng hợp.

thông phương pháp Hummer, sinh ra nhiều ô nhiễm thứ cấp do sử dụng nhiều hóa chất có đặc tính oxy hóa (khử) mạnh như H2SO4, KMnO4... Một số nhược điểm khác có thể kể đến là thời gian phản ứng dài (ví dụ như phương pháp thủy nhiệt, sol-gel), khó khăn trong việc loại bỏ dung môi (ví dụ như tự tổ hợp, trộn dung dịch,..). Do đó, nghiên cứu tìm ra phương pháp chế tạo vật liệu tổ hợp thực hiện ở điều kiện thường, phản ứng nhanh, sử dụng các thiết bị đơn giản, ít gây ô nhiễm thứ cấp vẫn là một thách thức. Trong nghiên cứu này, vật liệu nano tổ hợp Fe2O3/graphen được chế tạo thông qua phương pháp điện hóa plasma, kết hợp giữa phóng điện bóc tách graphen và phương pháp đồng kết tủa. Hiệu suất điện hóa của vật liệu cũng được nghiên cứu bằng các phép đo quét thế tuần hoàn và phóng/nạp. Hiệu suất điện hóa của nano tổ hợp Fe2O3/graphen cũng được so sánh với vật liệu ô-xít trong cùng điều kiện chế tạo.

Nghiên cứu được thực hiện bởi Nguyễn Long Tuyên và Nguyễn Thị Nguyệt Nga thuộc  Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Hùng Vương, Phú Thọ