水系氧化还原液流电池（ARFB）被认为是大规模储能最有希望的候选者之一。目前大规模的全钒氧化还原液流电池（VRFB）因其高功率密度和长循环寿命而被成功地商业化。然而,钒基电解液和离子交换膜的高成本阻碍了该技术的广泛应用。近年来,为了实现低成本和可持续的能源存储,研究人员开始将注意力转向水系有机氧化还原液流电池。想要获得理想的电池性能,通常需要设计具有较高溶解度和稳定性的廉价有机活性分子。针对这些问题,我们设计合成了具有良好水溶性和化学稳定性的新型氨基蒽醌衍生物,与亚铁氰化钾组成的电池表现出了卓越的循环性能。此外,为了进一步削减系统的成本,我们合成了两种廉价的多孔聚合物隔膜,并探索和优化了其在碱性有机液流体系中的电池性能,具体内容如下:1.我们报道了一种2,6-二氨基蒽醌的高可溶性N-烷基-羧酸盐官能化衍生物,N,N’-（9,10-蒽醌-2,6-二基）-di-β-丙氨酸（DAEAQ）的绿色低成本合成路线,将其用作液流电池负极时,电池表现出了较高的电压平台和较长的循环寿命。在p H≥12时,基于DAEAQ负极和亚铁氰化钾正极的电池的开路电压可达1.12 V。使用高度磺化而非氟化的自制阳离子交换膜作隔膜后,电池的最大功率密度超过0.34 W cm-2,可以达到99.86%day-1的容量保持率。这项工作突显了合理修饰的蒽醌衍生物在面向大规模和可持续能源存储的ARFBs中的巨大应用潜力。2.我们合成了两种成本低廉的多孔聚合物隔膜,聚苯并咪唑（PBI）膜和磺化聚醚醚酮（s PEEK）膜,并探究它们在碱性有机液流电池中的性能。分别以2,5-二羟基苯醌（DHBQ）、2,3-二羟基吩嗪（DHP）和DAEAQ这三种有机材料作为负极,基于亚铁氰化钾正极和自制多孔膜的碱性液流电池表现出较高的能量效率和循环稳定性,均优于商业化的Nafion 212膜。虽然浓碱处理后PBI膜的电导率有明显的改善,但同时离子选择性和耐久度也会下降。得益于较高的磺化度和电导率,自制的s PEEK膜通常不需要预处理即可投入电池测试。隔膜的厚度保障了s PEEK膜的机械强度和耐久度,使其能够使用一个多月而没有明显损坏。后续的优化测试表明,电池的能量效率可以达到84%,同时库伦效率接近100%,且没有明显的容量衰减。