随着清洁能源在全球范围内的进步，人们提出了多种利用污染更少、可再生能源的新方法。减少化石燃料消耗的努力推动了新技术的发展，如由锂离子电池、热电材料、燃料电池、光伏 (PV) 等驱动的电动汽车 (EV)。[3] 这些技术需要大量的材料和矿物。例如，典型的电动汽车电池有超过 6,000 个独立的锂离子电池，总重量约为 500 公斤，其中包括约 11.5 公斤锂、27 公斤镍、20 公斤锰、13.5 公斤钴、91 公斤铜和 180 公斤铝、钢和塑料。从矿石（锂辉石）中提取一吨碳酸锂当量 (LCE) 会产生至少 15.8 吨二氧化碳，而对于盐水，这一数值降至约 0.3 吨二氧化碳（NMC111 化学电池每千瓦时产生 33.9 千克二氧化碳当量）。[4 – 6] 盐水的水足迹为每吨锂约 470 吨水，而岩石开采的水足迹约为 170 吨。清洁能源技术和工艺的开发需要发现新材料，以提高工艺效率，减少碳、水和土地足迹，并最大限度地减少资本支出 (CAPEX) 和运营费用 (OPEX)。使用传统方法发现新材料需要大量的财务和时间投入。评估专利显示，从发现新材料到首次商业使用大约需要 1-2 年的时间。 [7] 全球清洁能源需求的快速增长给研究机构带来了巨大的压力，迫使它们加速发现可用于快速实施清洁能源进程的先进材料。