סוללה היא מכשיר הממיר אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית באמצעות תגובות אלקטרוכימיות בתוך הסוללה. סוללות אחסון אנרגיה וסוללות חשמל נפוצות כוללות סוללות ליתיום-יון, סוללות נתרן-יון, סוללות ליתיום-גופרית, סוללות אבץ-יון ותאים סולאריים. סוללת ליתיום-יון היא סוללה משנית האוגרת ומשחררת אנרגיה חשמלית על ידי העברת יוני ליתיום בין אלקטרודות חיוביות ושליליות. הוא מתאים למכשירים ניידים (טלפונים ניידים, טאבלטים וכו'), רכבים חשמליים ומערכות אחסון אנרגיה. היתרונות כוללים: צפיפות אנרגיה גבוהה יחסית, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור אזורים כמו מכשירים ניידים וכלי רכב חשמליים; חיי מחזור ארוכים, מסוגלים לעמוד במחזורי טעינה ופריקה מרובים תוך שמירה על ביצועים; קל משקל יחסית, מתאים ליישומים הדורשים יישום קל של עיצוב כמותי. החסרונות של סוללות ליתיום-יון כוללים: עלות גבוהה יותר עקב שימוש בחומרים יקרים יחסית כמו קובלט; בעיות בטיחות שעלולות לגרום להתחממות יתר, שריפה או פיצוץ בסוללות ליתיום-יון בתנאים קיצוניים; אספקה מוגבלת של חומרים כגון קובלט שעלול להגביל את יוני הליתיום יישום בקנה מידה גדול של סוללות.
סוללות נתרן-יון דומות לסוללות ליתיום-יון, אך משתמשות ביוני נתרן כחומרי אחסון אנרגיה. הם מתאימים לשימוש במערכות אגירת אנרגיה בקנה מידה גדול, במיוחד במצבים שבהם הנפח והמשקל פחות חשובים. היתרונות כוללים: נתרן נמצא בשפע יותר מאשר ליתיום, מה שמפחית את עלויות חומרי הגלם לייצור סוללות. החסרונות כוללים: נפח היונים הגדול יותר של סוללות נתרן-יון מביא לגודל סוללה גדול יחסית; בהשוואה לסוללות ליתיום-יון, לסוללות נתרן יש צפיפות אנרגיה נמוכה יותר. סוללות ליתיום גופרית הן סוללות המשתמשות בגופרית כחומר האלקטרודה החיובית ובליתיום כחומר האלקטרודה השלילי. במהלך תהליך הפריקה, גופרית מתחמצנת ליונים רב ערכיים, ושומרת מטען. היתרונות כוללים: סוללות ליתיום-גופרית בעלות צפיפות אנרגיה גבוהה יחסית והן יכולות תיאורטית להשיג רמות אחסון אנרגיה גבוהות יותר; הם משתמשים ביסודות גופרית וליתיום זולים. החסרונות כוללים: חיי סוללה קצרים ומספר מוגבל של מחזורי טעינה ופריקה; הסוללה עלולה להתחמם יתר על המידה ולגרום לסכנת שריפה. לסוללות ליתיום גופרית יש פוטנציאל רב בתחום צפיפות האנרגיה הגבוהה, וכיווני המחקר כוללים בעיקר שיפור חיי המחזור, שיפור הבטיחות וחקירת חומרים חדשים של אלקטרודות חיוביות ושליליות. סוללות אבץ-יון משתמשות ביוני אבץ לטעינה ופריקה. בתהליך הטעינה אבץ מתחמצן ליוני אבץ, ובתהליך הפריקה יוני האבץ מופחתים לאבץ מתכתי. היתרונות כוללים: אבץ הוא חומר זמין באופן נרחב, ולכן עלויות הייצור נמוכות יחסית; סוללות אבץ בעלות צפיפות אנרגיה גבוהה ומתאימות לסוללות חד פעמיות ולמכשירים אלקטרוניים קטנים. החסרונות כוללים: סוללות אבץ עשויות להיות בעלות חיי מחזור ויציבות מוגבלים; הם כבדים יחסית לסוללות ליתיום-יון. כטכנולוגיית סוללות בעלות נמוכה וצפיפות אנרגיה גבוהה, לסוללות אבץ-יון יש שווקים פוטנציאליים בתרחישי יישומים ספציפיים. מחקר עתידי יתמקד בעיקר בשיפור תוחלת חיים והפחתת משקל. תא סולארי הוא מכשיר מוליכים למחצה הממיר אנרגיית קרינת שמש לאנרגיה חשמלית ומתאים לתחנות כוח ומערכות סולאריות ביתיות. היתרונות כוללים: תאים סולאריים מייצרים אנרגיה נקייה ללא פליטה על ידי ניצול אנרגיה סולארית; אנרגיה סולארית היא משאב מתחדש ולא ימוצה. החסרונות כוללים: הכוח שנוצר על ידי תאים סולאריים יופחת בלילה או במזג אוויר מעונן; החומרים והתהליכים לייצור תאים סולאריים יקרים יחסית. טכנולוגיית התאים הסולאריים משתפרת ללא הרף, וכיווני הפיתוח העיקריים כוללים שיפור יעילות ההמרה, הפחתת עלויות הייצור, הרחבת חומרים זמינים וכו', כדי שיהיה בהם שימוש נרחב יותר בתרחישים שונים.
ניתן לראות שלסוללות כמו סוללות ליתיום יון, סוללות נתרן יון, סוללות ליתיום גופרית, סוללות אבץ יון ותאים סולאריים יש יתרונות רבים. עם זאת, ישנם גם חסרונות מסוימים ביישומים מעשיים. על מנת לפתור את החסרונות הללו, כמה חוקרים השתמשו בתרכובות טונגסטן כגון חומצה ננו-טונגסטן, ננו-טונגסטן טריאוקסיד/תחמוצת טונגסטן צהובה, תחמוצת טונגסטן ננו-סגולה, תחמוצת טונגסטן ניוביום, ננו-טונגסטן דיסולפיד, ננו-טונגסטן דיסלניד, ננו. -ניטריד טונגסטן וכו' משמשים כמשנים לחומרי אלקטרודה חיוביים ושליליים.