Baterai adalah perangkat yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi elektrokimia di dalam baterai. Baterai penyimpan energi dan baterai daya yang umum mencakup baterai litium-ion, baterai natrium-ion, baterai litium-sulfur, baterai seng-ion, dan sel surya. Baterai litium-ion adalah baterai sekunder yang menyimpan dan melepaskan energi listrik dengan memindahkan ion litium antara elektroda positif dan negatif. Sangat cocok untuk perangkat seluler (ponsel, tablet, dll.), kendaraan listrik, dan sistem penyimpanan energi. Keuntungannya meliputi: kepadatan energi yang relatif tinggi, sehingga ideal untuk berbagai bidang seperti perangkat seluler dan kendaraan listrik; siklus hidup yang panjang, mampu menahan beberapa siklus pengisian dan pengosongan sambil mempertahankan kinerja; relatif ringan, cocok untuk aplikasi yang memerlukan aplikasi desain kuantitatif ringan. Kekurangan baterai litium-ion antara lain: biaya lebih tinggi karena penggunaan bahan yang relatif mahal seperti kobalt; masalah keselamatan yang dapat menyebabkan panas berlebih, kebakaran, atau ledakan pada baterai litium-ion dalam kondisi ekstrem; terbatasnya pasokan bahan seperti kobalt yang mungkin membatasi ion litium Penggunaan baterai dalam skala besar.
Baterai natrium-ion mirip dengan baterai lithium-ion, tetapi menggunakan ion natrium sebagai bahan penyimpan energi. Mereka cocok untuk digunakan dalam sistem penyimpanan energi skala besar, terutama dalam situasi di mana volume dan berat kurang penting. Keuntungannya antara lain: Natrium lebih melimpah dibandingkan litium, sehingga mengurangi biaya bahan mentah untuk pembuatan baterai. Kerugiannya meliputi: volume ion yang lebih besar pada baterai natrium-ion menghasilkan ukuran baterai yang relatif lebih besar; dibandingkan dengan baterai lithium-ion, baterai natrium memiliki kepadatan energi yang lebih rendah. Baterai litium-sulfur merupakan baterai yang menggunakan belerang sebagai bahan elektroda positifnya dan litium sebagai bahan elektroda negatifnya. Selama proses pelepasan, belerang dioksidasi menjadi ion multivalen, menyimpan muatan. Keuntungannya meliputi: baterai lithium-sulfur memiliki kepadatan energi yang relatif tinggi dan secara teoritis dapat mencapai tingkat penyimpanan energi yang lebih tinggi; mereka menggunakan unsur belerang dan litium yang murah. Kerugiannya meliputi: masa pakai baterai yang pendek dan jumlah siklus pengisian dan pengosongan yang terbatas; baterai mungkin terlalu panas dan menyebabkan risiko kebakaran. Baterai litium-sulfur memiliki potensi besar di bidang kepadatan energi tinggi, dan arahan penelitian terutama mencakup peningkatan siklus hidup, peningkatan keselamatan, dan eksplorasi bahan elektroda positif dan negatif baru. Baterai zinc-ion menggunakan ion zinc untuk pengisian dan pengosongan. Selama proses pengisian, seng dioksidasi menjadi ion seng, dan selama proses pelepasan, ion seng direduksi menjadi logam seng. Keuntungannya antara lain: seng merupakan bahan yang banyak tersedia, sehingga biaya produksinya relatif rendah; baterai seng memiliki kepadatan energi yang tinggi dan cocok untuk baterai sekali pakai dan perangkat elektronik kecil. Kerugiannya meliputi: Baterai seng mungkin memiliki siklus hidup dan stabilitas yang terbatas; baterai ini relatif berat dibandingkan dengan baterai lithium-ion. Sebagai teknologi baterai berbiaya rendah dan kepadatan energi tinggi, baterai zinc-ion memiliki pasar potensial dalam skenario aplikasi tertentu. Penelitian di masa depan terutama akan berfokus pada peningkatan umur dan pengurangan berat badan. Sel surya merupakan perangkat semikonduktor yang mengubah energi radiasi matahari menjadi energi listrik dan cocok untuk pembangkit listrik dan tata surya rumah tangga. Keuntungannya antara lain: Sel surya menghasilkan energi bersih tanpa emisi dengan memanfaatkan energi matahari; energi surya merupakan sumber daya terbarukan dan tidak akan habis. Kerugiannya antara lain: daya yang dihasilkan sel surya akan berkurang pada malam hari atau saat cuaca mendung; bahan dan proses pembuatan sel surya relatif mahal. Teknologi sel surya terus meningkat, dan arah pengembangan utama mencakup peningkatan efisiensi konversi, pengurangan biaya produksi, perluasan bahan yang tersedia, dll., agar dapat digunakan secara lebih luas dalam berbagai skenario.
Terlihat bahwa baterai seperti baterai lithium-ion, baterai sodium-ion, baterai lithium-sulfur, baterai zinc-ion dan sel surya memiliki banyak keunggulan. Namun, ada juga kelemahan tertentu dalam penerapan praktisnya. Untuk mengatasi kekurangan ini, beberapa peneliti telah menggunakan senyawa tungsten seperti asam nano-tungsten, nano-tungsten trioksida/tungsten kuning oksida, nano-ungu tungsten oksida, niobium tungsten oksida, nano-tungsten disulfida, nano-tungsten diselenide, nano -nitrida Tungsten, dll. digunakan sebagai pengubah bahan elektroda positif dan negatif.