बैटरी एक ऐसा उपकरण है जो बैटरी के भीतर विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। सामान्य ऊर्जा भंडारण बैटरियों और पावर बैटरियों में लिथियम-आयन बैटरी, सोडियम-आयन बैटरी, लिथियम-सल्फर बैटरी, जिंक-आयन बैटरी और सौर सेल शामिल हैं। लिथियम-आयन बैटरी एक द्वितीयक बैटरी है जो सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों को स्थानांतरित करके विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत और जारी करती है। यह मोबाइल उपकरणों (मोबाइल फोन, टैबलेट आदि), इलेक्ट्रिक वाहनों और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए उपयुक्त है। लाभों में शामिल हैं: अपेक्षाकृत उच्च ऊर्जा घनत्व, जो इसे मोबाइल उपकरणों और इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे क्षेत्रों के लिए आदर्श बनाता है; लंबा चक्र जीवन, प्रदर्शन को बनाए रखते हुए कई चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों का सामना करने में सक्षम; अपेक्षाकृत हल्का, उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनके लिए मात्रात्मक डिज़ाइन के हल्के अनुप्रयोग की आवश्यकता होती है। लिथियम-आयन बैटरियों के नुकसान में शामिल हैं: कोबाल्ट जैसी अपेक्षाकृत महंगी सामग्री के उपयोग के कारण उच्च लागत; सुरक्षा मुद्दे जो अत्यधिक परिस्थितियों में लिथियम-आयन बैटरियों में अत्यधिक गर्मी, आग या विस्फोट का कारण बन सकते हैं; कोबाल्ट जैसी सामग्रियों की सीमित आपूर्ति जो लिथियम आयनों को बैटरी के बड़े पैमाने पर उपयोग को सीमित कर सकती है।
सोडियम-आयन बैटरियां लिथियम-आयन बैटरियों के समान होती हैं, लेकिन ऊर्जा भंडारण सामग्री के रूप में सोडियम आयनों का उपयोग करती हैं। वे बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं, खासकर उन स्थितियों में जहां मात्रा और वजन कम महत्वपूर्ण हैं। लाभों में शामिल हैं: सोडियम लिथियम की तुलना में अधिक प्रचुर मात्रा में है, जिससे बैटरी निर्माण के लिए कच्चे माल की लागत कम हो जाती है। नुकसान में शामिल हैं: सोडियम-आयन बैटरियों की बड़ी आयन मात्रा के परिणामस्वरूप बैटरी का आकार अपेक्षाकृत बड़ा हो जाता है; लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में, सोडियम बैटरियों में ऊर्जा घनत्व कम होता है। लिथियम-सल्फर बैटरियां ऐसी बैटरियां हैं जो सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में सल्फर और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में लिथियम का उपयोग करती हैं। डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, सल्फर को बहुसंयोजी आयनों में ऑक्सीकृत किया जाता है, जिससे चार्ज जमा होता है। लाभों में शामिल हैं: लिथियम-सल्फर बैटरियों में अपेक्षाकृत उच्च ऊर्जा घनत्व होता है और सैद्धांतिक रूप से उच्च ऊर्जा भंडारण स्तर प्राप्त कर सकते हैं; वे सस्ते सल्फर और लिथियम तत्वों का उपयोग करते हैं। नुकसान में शामिल हैं: कम बैटरी चक्र जीवन और सीमित संख्या में चार्ज और डिस्चार्ज चक्र; बैटरी ज़्यादा गरम हो सकती है और आग लगने का ख़तरा हो सकता है। लिथियम-सल्फर बैटरियों में उच्च ऊर्जा घनत्व के क्षेत्र में काफी संभावनाएं हैं, और अनुसंधान दिशाओं में मुख्य रूप से चक्र जीवन में सुधार, सुरक्षा में सुधार और नई सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की खोज शामिल है। जिंक-आयन बैटरियां चार्ज और डिस्चार्ज के लिए जिंक आयनों का उपयोग करती हैं। चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, जिंक को जिंक आयनों में ऑक्सीकृत किया जाता है, और डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, जिंक आयनों को धात्विक जिंक में बदल दिया जाता है। लाभों में शामिल हैं: जस्ता एक व्यापक रूप से उपलब्ध सामग्री है, इसलिए विनिर्माण लागत अपेक्षाकृत कम है; जिंक बैटरियों में उच्च ऊर्जा घनत्व होता है और ये डिस्पोजेबल बैटरियों और छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त होते हैं। नुकसान में शामिल हैं: जिंक बैटरियों का चक्र जीवन और स्थिरता सीमित हो सकती है; वे लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में अपेक्षाकृत भारी हैं। कम लागत वाली, उच्च-ऊर्जा-घनत्व वाली बैटरी तकनीक के रूप में, जिंक-आयन बैटरियों के विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्यों में संभावित बाजार हैं। भविष्य के शोध मुख्य रूप से जीवनकाल में सुधार और वजन कम करने पर ध्यान केंद्रित करेंगे। सौर सेल एक अर्धचालक उपकरण है जो सौर विकिरण ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है और बिजली स्टेशनों और घरेलू सौर प्रणालियों के लिए उपयुक्त है। लाभों में शामिल हैं: सौर सेल सौर ऊर्जा का उपयोग करके शून्य-उत्सर्जन स्वच्छ ऊर्जा उत्पन्न करते हैं; सौर ऊर्जा एक नवीकरणीय संसाधन है और यह ख़त्म नहीं होगा। नुकसान में शामिल हैं: सौर कोशिकाओं द्वारा उत्पन्न बिजली रात में या बादल के मौसम में कम हो जाएगी; सौर सेल के निर्माण के लिए सामग्री और प्रक्रियाएँ अपेक्षाकृत महंगी हैं। सौर सेल प्रौद्योगिकी में लगातार सुधार हो रहा है, और मुख्य विकास दिशाओं में रूपांतरण दक्षता में सुधार, विनिर्माण लागत को कम करना, उपलब्ध सामग्रियों का विस्तार करना आदि शामिल हैं, ताकि विभिन्न परिदृश्यों में अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जा सके।
यह देखा जा सकता है कि लिथियम-आयन बैटरी, सोडियम-आयन बैटरी, लिथियम-सल्फर बैटरी, जिंक-आयन बैटरी और सौर सेल जैसी बैटरियों के कई फायदे हैं। हालाँकि, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में कुछ कमियाँ भी हैं। इन कमियों को हल करने के लिए, कुछ शोधकर्ताओं ने टंगस्टन यौगिकों जैसे नैनो-टंगस्टन एसिड, नैनो-टंगस्टन ट्राइऑक्साइड/पीला टंगस्टन ऑक्साइड, नैनो-बैंगनी टंगस्टन ऑक्साइड, नाइओबियम टंगस्टन ऑक्साइड, नैनो-टंगस्टन डाइसल्फ़ाइड, नैनो-टंगस्टन डिसेलेनाइड, नैनो का उपयोग किया है। -नाइट्राइड टंगस्टन आदि का उपयोग सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के लिए संशोधक के रूप में किया जाता है।