La nécessité d’évoluer vers une énergie décarbonée impose le choix de développer des énergies non polluantes, non productrices de gaz carbonique (CO₂), principal gaz à effet de serre (GES).

Ceci implique le développement intensif des énergies renouvelables telles que l’éolien, le photovoltaïque (solaire), l’hydroélectrique et également l’énergie nucléaire, incontournable, mais plus contestée.

Le fonctionnement intermittent du solaire et de l’éolien oblige à développer différentes voies de stockage de l’électricité reposant majoritairement sur l’utilisation de batteries rechargeables et plus récemment vers la production de l’hydrogène ‘vert’ produit par l’électrolyse de l’eau.

Dans tous les cas, le rendement énergétique des transformations ‘énergie chimique → énergie électrique’ ou inversement ‘énergie électrique → énergie chimique’ constitue un des problèmes majeurs du stockage et fait l’objet de recherches constantes en vue de son amélioration.

L’utilisation de nanomatériaux nouveaux (graphène, nanotubes de carbone, nanostructures organométalliques-MOFs…) est une voie prometteuse qui a déjà permis d’obtenir des résultats importants à l’échelle du laboratoire ; elle devrait conduire dans un proche avenir à l’amélioration des dispositifs actuels de stockage, avec notamment dans le cas des batteries l’amélioration de leur longévité, un meilleur rapport énergie/poids, des vitesses de charge et décharge plus rapides.