能源是人类文明进步的驱动力。在过去的一个世纪中，传统化石能源的消耗急剧增长，这不仅引起了传统化石能源的危机，同时也导致了大量温室气体排放，从而引起极端天气频发。为应对这一挑战，全球许多国家和地区提出了实现“碳中和”的目标，大力发展和使用可再生能源迫在眉睫（图2A）。然而，受昼夜交替、季节变化、地域差异等因素影响，可再生能源具有间歇性和和地域分布不均的特点（图2B），导致电力供应不连续、不稳定、不可控，严重影响电网的安全稳定。因此，通过储能技术存储多余能源并在时空重新分配后再利用是高效利用可再生能源的关键。
迄今为止，研究人员已经开发出多种能源储存技术，包括抽水蓄能、压缩空气、飞轮、电池、燃料电池、电化学电容器、传统电容器等（图2C）。其中，抽水蓄能和压缩空气储能目前在全球储能中占主导地位，但其存在地域限制、成本巨大、能量转换效率低、不可运输以及对生态环境破坏严重等缺点。飞轮和超导磁能储能具有高功率密度的优点，但存在超导材料成本高、能量密度低以及建立后难以移动等缺点。与这些储能技术相比，基于电化学和电介质储能技术等的设备具有可移动性、低成本和高能量转换效率的优势，可以灵活布置，覆盖从微型（植入式和便携式设备）到大型系统（电动汽车甚至电力网系统）以及从高能量密度到高功率密度的广泛范围（图2D）。例如，可充电电池具有高能量转换效率、高能量密度和长循环寿命，在便携式电子产品、电动汽车甚至与电网连接的能源储存系统中得到广泛应用。燃料电池，尤其是氢燃料电池，作为一种清洁能源，具有更高的能量密度，可为离网设备提供自主电源，如行驶里程长且需要快速补充燃料的车辆。电容器以其高功率密度和快速充放电能力而闻名，适用于需要快速释放能量和高功率输出的场景，如辅助启动系统、能量回收的电动制动系统、混合动力电动汽车、电网电力缓冲和微型电子设备等。其中，电介质电容器，具有更高功率密度，在医疗设备和电磁武器等脉冲功率设备中具有广阔的应用前景。
就此而言，上述的可移动储能技术应该在工业和人们日常生活中发挥更重要的作用，尽管它们大多数仍然存在挑战或技术瓶颈。在此，我们概述了这些新兴储能技术的机遇与挑战，重点介绍了相关应用的关键材料、策略和技术的创新，最后，展望了未来的发展方向，希望这篇简短的综述能够对此类移动储能技术的进一步发展和碳中和目标的实现有所帮助。
总结与展望
上述的可移动储能技术覆盖了从微型到大型系统以及从高能量密度到高功率密度的广泛范围，为满足各种复杂场景的能源需求，将工作在不同频率范围、不同容量的储能技术进行梯次配置是在现有功率电路平台上高效工作的一种有效可行的解决方案。以电动汽车为例，高功率密度的电化学电容或介电电容器可用于瞬间启动设备或为快速加速提供动力；而高能量密度的燃料电池或电化学电池可以提供稳定的续航能力。此外，通过梯级配置储能技术，系统能够利用能源回收设备在几秒钟内从突然制动中回收能量并高效存储。以上泛在储能技术的发展亟需化学、材料科学、工程科学、应用物理等跨学科领域的交叉合作，其在工程应用方面的协同技术突破有望迫近储能器件的物理极限，促进碳中和。
