广泛地利用太阳能、风能等可再生能源来取代化石能源是避免温室效应的最佳策略之一。然而太阳能和风能的间歇性对电网的安全管理带来了巨大挑战。智能电网的发展需要一种可靠的储能装置来调节功率的输入输出,以达到最高的能量利用率。液流电池以其响应速度快、可快速充放电和安全性能高等优点成为最具发展潜力的大规模储能装置之一。本文主要研究了Zn/Fe液流电池正负极电解液和电极材料的性能,测试了电极活性物质的热力学和动力学参数;表征了多种电极材料的结构和性能,研究结果如下:Fe²⁺/Fe³⁺电对与不同的配体结合,其形式电位不同,在硫酸介质中随着酸浓度的增加而降低;通过计算得到Fe²⁺/Fe³⁺电对在硫酸胺溶液氧化过程和还原过程扩散系数分别为7.02×10^-66 cm²/s,1.81×10^-55 cm²/s,并且铁离子电对为准可逆体系;亚铁离子在常温下容易被氧化,并且发生水解生成沉淀,通过调节pH可以改善溶液的稳定性,当铁离子的溶度为0.1 mol/L,硫酸浓度为2.0 mol/L,溶液最稳定;以1.5 mol/L ZnSO₄溶液作为负极电解液,1.5 mol/L FeCl₂+2 mol/L H₂SO₄溶液作为正极电解液,进行静态下的充放电实验,Zn/Fe液流电池的库伦效率达到83.6%,能量效率为达到56%,放电中压为1.12 V。Zn/Zn²⁺电对在弱酸介质、中性强电解质和弱碱介质中扩散速率依次为1.74×10^-4cm²/s、2.21×10^-44 cm²/s和1.6×10^-77 cm²/s,通过添加高析氢电位离子可以提高Zn/Zn²⁺电对可逆性。锌片作为液流电池负极材料时,其表面腐蚀严重,随者充放电次数增加,锌片表面腐蚀严重,表现不同的形状。用NaBH₄还原石墨烯（GO）的方法制备了空隙大、强度高和柔性好的化学还原氧化石墨烯（RGOT）电极材料。研究化学还原氧化石墨烯（RGOC）作为工作电极时,计算出Ce³⁺、Fe²⁺的扩散系数分别为3.6×10^-55 cm²/s、2.17×10^-66 cm²/s。活性物质电极反应的电化学活性RGOC优于RGOT,RGOT优于GO。以不同的材料作为液流电池的电极材料时,在Zn/Ce RFB的充放电过程中,以RGOC为正极,库仑效率达到89.6%,能量效率达到79.6%;在Zn/Fe RFB的充放电过程中,RGOC所测的充放电容量明显比石墨毡的充放电容量大、充放电平台、高库伦效率高。