É impossível restringir o vasto campo de pesquisa de energia para apenas três áreas. Existem inúmeras avenidas sendo exploradas, cada uma com seu próprio conjunto de desafios e possíveis avanços.

No entanto, aqui estão três Broad Áreas com alta atividade atual:

1. Energia e armazenamento renováveis:
* Energia solar: Melhorando a eficiência e a relação custo-benefício de células solares (incluindo filmes finos à base de silício e perovskita), desenvolvendo novos materiais para captura e armazenamento de energia solar e integrando energia solar em grades.
* Energia eólica: Projetando turbinas eólicas mais eficientes, desenvolvendo parques eólicos offshore e explorando maneiras inovadoras de armazenar energia eólica (como armazenamento de energia de ar comprimido).
* hidrelétrica: Melhorando a eficiência de barragens hidrelétricas, explorando a energia das marés e das ondas e desenvolvendo novas tecnologias para armazenamento hidrelétrico bombeado.
* armazenamento de energia: Desenvolvimento de novas tecnologias de bateria para armazenamento de energia em escala de grade, investigando o hidrogênio como transportador de energia e pesquisando soluções alternativas de armazenamento de energia, como baterias de fluxo e armazenamento de energia térmica.

2. fusão nuclear:
* iter e outros reatores de fusão: Construindo e testando reatores de fusão em larga escala para demonstrar a viabilidade de gerar eletricidade a partir de fusão nuclear.
* Fusion Energy Research: Melhorando os métodos de confinamento e aquecimento de plasma, desenvolvendo novos materiais para reatores de fusão e explorando conceitos alternativos de fusão.

3. eficiência e gestão da energia sustentável:
* tecnologias de grade inteligente: Desenvolvimento de grades inteligentes que otimizam a distribuição de energia e integram fontes de energia renovável.
* Eficiência de construção: Projetando e adaptação de edifícios para reduzir o consumo de energia por meio de um isolamento, iluminação e aparelhos aprimorados.
* Eficiência de transporte: Desenvolvimento de veículos mais eficientes, promovendo veículos elétricos e pesquisando combustíveis alternativos e soluções de armazenamento de energia para transporte.
* Otimização orientada a dados: Utilizando análise de dados e aprendizado de máquina para otimizar o consumo de energia em residências, empresas e indústrias.

Essas áreas representam apenas um vislumbre do cenário diversificado da pesquisa em energia. Os cientistas também estão trabalhando no desenvolvimento de biocombustíveis avançados, explorando a energia geotérmica e o desenvolvimento de novas fontes de energia a partir de resíduos, entre muitas outras atividades.