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随着环境污染和能源危机的日益加剧,清洁环保和高能量效率的新能源成为人类实现可持续发展的迫切需要。近年来,清洁环保的可再生能源,尤其是太阳能和风能的利用受到越来越多的国家的关注,成为未来能源发展的趋势。然而可再生能源具有间歇性和不稳定性,成为限制其发展的重要问题。大规模储能技术的发展是解决这一问题的有效途径。液流电池技术由于其较高的循环效率和较强的可设计性,成为储能设备研究的热点。液流电池的活性物质通常为具有氧化还原性的金属离子,使液流电池的应用受限于金属种类和储量。本文提出一种负极活性物质为羟基蒽醌,正极为亚铁氰化钾的有机液流电池。蒽醌在自然界中普遍存在,不仅不受储量限制,而且更加环保,亚铁氰化钾是一种常用的食品添加剂。这些廉价易得的原料很大程度上降低了液流电池成本。因此有机液流电池具有更大的发展潜力,成为液流电池研究的热点。本文对三种羟基蒽醌进行了物理化学性能研究。对比研究了三种羟基蒽醌的傅立叶变换红外光谱和在紫外可见光谱。通过电化学性能测试得到1,4-二羟基蒽醌(1,4-DHAQ)、1,8-二羟基蒽醌和2,6-二羟基蒽醌在碱性条件下均具有较好的电化学可逆性。三种羟基蒽醌分别作为负极活性物质,亚铁氰化钾作正极活性物质组装成液流电池,进行了电池的交流阻抗和充放电性能测试。得到2,6-二羟基蒽醌作为负极活性物质时电池的整体性能最好。本文首先采用溶液浇筑法制作了Nafion膜和Nafion/PTFE复合膜。并对两种膜进行了紫外可见光谱、傅立叶变换红外光谱、吸水率和溶胀率的测试分析。两种膜分别作为液流电池隔膜,与负极活性物质1,4-二羟基蒽醌,正极活性物质亚铁氰化钾和石墨板组成单电池,进行了电池的交流阻抗和充放电性能测试。结果表明,Nafion/PTFE复合膜可以代替Nafion膜在蒽醌液流电池中使用,这大大降低了液流电池的成本。基于聚乙烯醇/磷钼酸复合膜在锌溴液流电池中的良好性能,文中用该膜作为蒽醌液流电池隔膜,电池表现出较好的性能。为了修饰液流电池电极,本文最后介绍了交叉碳纳米环的合成方法,在透射电镜图片中可以清楚的看到其形貌结构。为了确定交叉碳纳米环的结构和组分对其进行了红外光谱和XRD表征。由于碳纳米环合成实验的重复性较差且产率较低,因此,没有进行电极的修饰实验。论文仅提出了一种新的简单易行的碳纳米材料的合成方法。