Baterija yra prietaisas, kuris paverčia cheminę energiją į elektros energiją per elektrochemines reakcijas akumuliatoriuje. Įprastos energijos kaupimo baterijos ir maitinimo baterijos apima ličio jonų baterijas, natrio jonų baterijas, ličio ir sieros baterijas, cinko jonų baterijas ir saulės elementus. Ličio jonų baterija yra antrinė baterija, kuri kaupia ir išskiria elektros energiją perkeldama ličio jonus tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų. Jis tinka mobiliesiems įrenginiams (mobiliesiems telefonams, planšetiniams kompiuteriams ir kt.), elektrinėms transporto priemonėms ir energijos kaupimo sistemoms. Privalumai: santykinai didelis energijos tankis, todėl idealiai tinka tokioms sritims kaip mobilieji įrenginiai ir elektrinės transporto priemonės; ilgas ciklas, galintis atlaikyti kelis įkrovimo ir iškrovimo ciklus, išlaikant našumą; santykinai lengvas, tinkamas naudoti, kai reikalingas lengvas kiekybinis dizainas. Ličio jonų baterijų trūkumai yra šie: didesnė kaina dėl palyginti brangių medžiagų, tokių kaip kobaltas, naudojimo; saugos problemos, dėl kurių ličio jonų akumuliatoriai ekstremaliomis sąlygomis gali perkaisti, užsidegti ar sprogti; ribotas medžiagų, pvz., kobalto, tiekimas, kuris gali apriboti ličio jonus. Didelio masto baterijų taikymas.
Natrio jonų baterijos yra panašios į ličio jonų baterijas, tačiau naudoja natrio jonus kaip energijos kaupimo medžiagas. Jie tinka naudoti didelio masto energijos kaupimo sistemose, ypač situacijose, kai tūris ir svoris yra mažiau svarbūs. Privalumai: Natrio yra daugiau nei ličio, todėl sumažėja baterijų gamybos žaliavų sąnaudos. Trūkumai yra šie: dėl didesnio natrio jonų baterijų jonų tūrio yra santykinai didesnis akumuliatoriaus dydis; palyginti su ličio jonų baterijomis, natrio baterijos turi mažesnį energijos tankį. Ličio sieros baterijos yra baterijos, kuriose siera naudojama kaip teigiama elektrodo medžiaga, o ličio - kaip neigiamo elektrodo medžiaga. Iškrovimo proceso metu siera oksiduojama į daugiavalečius jonus, kaupiančius krūvį. Privalumai yra šie: ličio-sieros baterijos turi santykinai didelį energijos tankį ir teoriškai gali pasiekti aukštesnį energijos kaupimo lygį; jie naudoja pigius sieros ir ličio elementus. Trūkumai yra šie: trumpas akumuliatoriaus veikimo laikas ir ribotas įkrovimo ir iškrovimo ciklų skaičius; akumuliatorius gali perkaisti ir sukelti gaisro pavojų. Ličio sieros akumuliatoriai turi didelį potencialą didelio energijos tankio srityje, o tyrimų kryptys daugiausia apima ciklo eksploatavimo gerinimą, saugos gerinimą ir naujų teigiamų ir neigiamų elektrodų medžiagų tyrimą. Cinko jonų baterijos įkrovimui ir iškrovimui naudoja cinko jonus. Įkrovimo proceso metu cinkas oksiduojamas į cinko jonus, o iškrovimo metu cinko jonai redukuojami į metalinį cinką. Privalumai yra šie: cinkas yra plačiai prieinama medžiaga, todėl gamybos sąnaudos yra palyginti mažos; cinko baterijos turi didelį energijos tankį ir yra tinkamos vienkartinėms baterijoms ir mažiems elektroniniams prietaisams. Trūkumai yra šie: Cinko baterijų veikimo laikas ir stabilumas gali būti ribotas; jie yra palyginti sunkūs, palyginti su ličio jonų baterijomis. Cinko jonų baterijos, kaip nebrangios, didelio energijos tankio akumuliatorių technologijos, turi potencialias rinkas pagal specifinius taikymo scenarijus. Būsimi tyrimai daugiausia bus skirti gyvenimo trukmės gerinimui ir svorio mažinimui. Saulės elementas yra puslaidininkinis įtaisas, saulės spinduliuotę paverčiantis elektros energija ir tinkamas elektrinėms bei buitinėms saulės sistemoms. Privalumai yra šie: saulės elementai generuoja švarią energiją be emisijų, naudojant saulės energiją; saulės energija yra atsinaujinantis išteklius ir nebus išnaudotas. Trūkumai apima: saulės elementų generuojama galia sumažės naktį arba debesuotu oru; saulės elementų gamybos medžiagos ir procesai yra gana brangūs. Saulės elementų technologija nuolat tobulėja, o pagrindinės plėtros kryptys apima konversijos efektyvumo didinimą, gamybos sąnaudų mažinimą, turimų medžiagų išplėtimą ir kt., kad jos būtų plačiau naudojamos įvairiuose scenarijuose.
Galima pastebėti, kad tokios baterijos kaip ličio jonų baterijos, natrio jonų baterijos, ličio ir sieros baterijos, cinko jonų baterijos ir saulės elementai turi daug privalumų. Tačiau yra ir tam tikrų praktinio taikymo trūkumų. Siekdami pašalinti šiuos trūkumus, kai kurie mokslininkai naudojo volframo junginius, tokius kaip nanovolframo rūgštis, nanovolframo trioksidas/geltonasis volframo oksidas, nanovioletinis volframo oksidas, niobio volframo oksidas, nanovolframo disulfidas, nanovolframo diselenidas, nano. -nitridas Volframas ir kt. naudojamas kaip teigiamų ir neigiamų elektrodų medžiagų modifikatoriai.