Una bateria és un dispositiu que converteix l'energia química en energia elèctrica mitjançant reaccions electroquímiques dins de la bateria. Les bateries d'emmagatzematge d'energia i les bateries d'energia habituals inclouen les bateries d'ions de liti, les bateries d'ions de sodi, les bateries de sofre de liti, les bateries d'ions de zinc i les cèl·lules solars. La bateria d'ions de liti és una bateria secundària que emmagatzema i allibera energia elèctrica movent ions de liti entre elèctrodes positius i negatius. És adequat per a dispositius mòbils (telèfons mòbils, tauletes, etc.), vehicles elèctrics i sistemes d'emmagatzematge d'energia. Els avantatges inclouen: densitat energètica relativament alta, el que el fa ideal per a àrees com ara dispositius mòbils i vehicles elèctrics; llarg cicle de vida, capaç de suportar múltiples cicles de càrrega i descàrrega mantenint el rendiment; relativament lleuger, adequat per a aplicacions que requereixen una aplicació lleugera de disseny quantitatiu. Els desavantatges de les bateries d'ions de liti inclouen: major cost a causa de l'ús de materials relativament cars com el cobalt; problemes de seguretat que poden causar sobreescalfament, incendi o explosió a les bateries d'ions de liti en condicions extremes; subministrament limitat de materials com el cobalt que poden limitar els ions de liti Aplicació a gran escala de bateries.
Les bateries d'ions de sodi són similars a les bateries d'ions de liti, però utilitzen ions de sodi com a materials d'emmagatzematge d'energia. Són adequats per al seu ús en sistemes d'emmagatzematge d'energia a gran escala, especialment en situacions on el volum i el pes són menys importants. Els avantatges inclouen: El sodi és més abundant que el liti, reduint els costos de matèries primeres per a la fabricació de bateries. Els desavantatges inclouen: el volum d'ions més gran de les bateries d'ions de sodi fa que la mida de la bateria sigui relativament més gran; en comparació amb les bateries d'ions de liti, les bateries de sodi tenen una densitat d'energia més baixa. Les bateries de sofre de liti són bateries que utilitzen sofre com a material d'elèctrode positiu i liti com a material d'elèctrode negatiu. Durant el procés de descàrrega, el sofre s'oxida en ions multivalents, emmagatzemant càrrega. Els avantatges inclouen: les bateries de sofre de liti tenen una densitat d'energia relativament alta i teòricament poden aconseguir nivells d'emmagatzematge d'energia més alts; utilitzen elements de sofre i liti barats. Els desavantatges inclouen: una vida útil curta de la bateria i un nombre limitat de cicles de càrrega i descàrrega; la bateria pot sobreescalfar-se i provocar un risc d'incendi. Les bateries de sofre de liti tenen un gran potencial en el camp de l'alta densitat d'energia, i les direccions de recerca inclouen principalment la millora de la vida útil del cicle, la millora de la seguretat i l'exploració de nous materials d'elèctrodes positius i negatius. Les bateries d'ions de zinc utilitzen ions de zinc per a la càrrega i descàrrega. Durant el procés de càrrega, el zinc s'oxida en ions de zinc i durant el procés de descàrrega, els ions de zinc es redueixen a zinc metàl·lic. Els avantatges inclouen: el zinc és un material àmpliament disponible, de manera que els costos de fabricació són relativament baixos; Les bateries de zinc tenen una alta densitat d'energia i són adequades per a bateries d'un sol ús i petits dispositius electrònics. Els desavantatges inclouen: Les bateries de zinc poden tenir una vida útil i una estabilitat limitades; són relativament pesats en comparació amb les bateries d'ions de liti. Com a tecnologia de bateries de baix cost i d'alta densitat d'energia, les bateries d'ions de zinc tenen mercats potencials en escenaris d'aplicació específics. La investigació futura se centrarà principalment en millorar la vida útil i reduir el pes. Una cèl·lula solar és un dispositiu semiconductor que converteix l'energia de la radiació solar en energia elèctrica i és adequat per a centrals elèctriques i sistemes solars domèstics. Els avantatges inclouen: Les cèl·lules solars generen energia neta sense emissions mitjançant l'ús de l'energia solar; l'energia solar és un recurs renovable i no s'esgotarà. Els desavantatges inclouen: la potència generada per les cèl·lules solars es reduirà a la nit o en temps ennuvolat; els materials i els processos per a la fabricació de cèl·lules solars són relativament cars. La tecnologia de les cèl·lules solars millora constantment i les principals direccions de desenvolupament inclouen la millora de l'eficiència de conversió, la reducció dels costos de fabricació, l'ampliació dels materials disponibles, etc., per tal d'utilitzar-se més àmpliament en diferents escenaris.
Es pot veure que les bateries com les bateries d'ions de liti, les bateries d'ions de sodi, les bateries de sofre de liti, les bateries d'ions de zinc i les cèl·lules solars tenen molts avantatges. Tanmateix, també hi ha certes mancances en les aplicacions pràctiques. Per solucionar aquestes deficiències, alguns investigadors han utilitzat compostos de tungstè com l'àcid nanotungstè, el triòxid de nanotungstè/òxid de tungstè groc, l'òxid de tungstè nanoporpra, l'òxid de tungstè de niobi, el disulfur de nanotungstè, el nanodiselenur de tungstè, -nitrur El tungstè, etc. s'utilitzen com a modificadors per a materials d'elèctrodes positius i negatius.