تغییر روی‌کرد جامعه بشری در تغییر الگوی استفاده از منابع اولیه انرژی‌های سنتی به انرژی‌های تجدیدپذیر، انجام پژوهش‌های کاربردی در منابع نوین تولید و تبدیل انرژی را ضروری می‌نماید. فناوری نانو در این حوزه، ابزاری مهم است.
انرژی تولیدشده از منابع اولیه تجدیدپذیر به‌دلیل ماهیت ناپایدار این منابع اولیه، دارای عدم قطعیت است. از این رو لازم است تا جهت تامین پایدار انرژی مصرف‌کنندگان، قابلیت اطمینان این منابع انرژی را بالا برد. از میان راه‌کارهای بالابردن قابلیت اطمینان این منابع، استفاده از ذخیره‌سازهای انرژی بسیار متداول است. ذخیره‌سازی انرژی به روش‌های مختلف مکانیکی، شیمیایی، الکتریکی و الکتروشیمایی ممکن است. ذخیره‌سازهای الکتروشیمیایی در دو دسته کلی باتری‌ها و ابرخازن‌ها دسته‌بندی می‌شوند.
فناوری نانو با ارتقای مواد و فناوری این ابزارهای الکتروشیمیایی، کمک شایانی به افزایش کارآیی آنها نموده است. نانومواد مدرن موجب افزایش چگالی انرژی، چگالی توان و طول عمر ذخیره‌سازهای نوین شده و نسل‌های جدیدی از باتری‌ها و ابرخازن‌ها را به بازار عرضه کرده‌اند.
یکی دیگر از حوزه‌های کاری این آزمایشگاه، انجام پژوهش در زمینه سلول‌های خورشیدی فتوولتاییک راندمان‌ بالا است. سامانه لایه‌نشانی بخار شیمیایی به‌کمک پلاسما (PECVD) در ساخت سلول‌های فتوولتاییک راندمان‌ بالا در این آزمایشگاه با تجهیزات جانبی خود در اختیار پژوهشگران این حوزه جهت انجام پژوهش‌های کاربردی و بنیادی قرار دارد.
آزمایشگاه فناوری نانو در انرژی، زیرساختی را برای انجام پژوهش‌های مرتبط با ساخت و به‌کارگیری نانومواد در ادوات تولید و تبدیل انرژی از سویی و ذخیره‌سازهای الکتروشیمیایی انرژی و به‌طور خاص ابرخازن از سوی دیگر فراهم نموده است. این آزمایشگاه به تجهیزاتی جهت ساخت انواع نانوکربن‌ها و نانوساختارهای اکسید فلزی و همچنین تست باتری‌ها و ابرخازن‌های ساخته‌شده، تجهیز شده است.
این آزمایشگاه آمادگی همکاری و ارایه داده‌های تجربی به مراکز دانشگاهی و پژوهشی را دارد.