在各种太阳房、太阳炉等设备上都有能源材料。如第二章中介绍的美国佐治亚州陆军工程兵部队的可供6500人洗热水澡的太阳能热水池中，使用的黑色塑胶水床，就是专为吸收阳光热量的能源材料，热水池能加热到60~70℃的温度就完全靠这种黑色塑胶，有了它，每年可以节约11300桶石油，因此称这种材料为能源材料是当之无愧的。
1989年，日本三洋电机公司研制成功一种新型玻璃，安在窗户上可以吸收太阳能发电。这种会发电的玻璃像毛玻璃，只能透过15％的光线，有85％的光被吸收，由于在玻璃上附有太阳能电池板，因此可把吸收的光能变成电能，用于室内的照明并为收音机等小型电器提供电源。这种发电玻璃也是地道的能源材料，安装玻璃的方法与普通玻璃的安装方法类似。
陶瓷取代钢铁
一提起陶瓷，一般人很快会想起碗、碟、瓷壶等家用陶瓷。这些陶瓷谈不上节能。和能源有关的陶瓷指的是发动机和内燃机中使用的现代结构陶瓷。它们是以节约能源为目的而研究出来的。现在，中、日、英、美、德等国家都已用高温结构陶瓷制成发动机在汽车上使用，可以使燃料的消耗减少20%~30％，提高热效率30%~40％，因此把节能陶瓷称为能源材料。
节能陶瓷的研究也是受70年代石油危机的促进。当时，能源科学家设想，如果一辆汽车能节省20%~30％的汽油，就等于在全世界多开发了1/5~1/3的大油田，这一数字对汽车工业的吸引力真像磁铁一般。
原来，现在大多数汽车发动机都是金属材料制成的，它的一个致命弱点就是难以在900℃以上的温度下工作，而且要配一个冷却系统，所以汽车发电机又笨又长，光拉着它行走就要多费好些汽油。如果采用陶瓷来制造发动机呢，因为它重量轻，又耐高温，不需要冷却系统，在1000℃以上的高温也能工作。这样，用同样多的汽油可以拉更多的人和货。等于大大节省了汽油（计算结果可节省20%~30％）。
但是陶瓷有一个“要命”的缺点，就是太脆，在汽车上一颤筛就容易碎。
由于遇上这么个“拦路虎”，使陶瓷“上汽车”的美好理想很难实现。不过，世上无难事，只要肯登攀。经过各国科学家的不断探索，到80年代末，中、日、德、英、美等国终于先后用不同的方法攻克了这个难关。其中，以英国帝国化学工业公司1990年制造的一台陶瓷汽车发动机最具有传奇色彩。
这家公司的威廉·克莱格博士领导的研究小组从80年代起就致力于如何解决陶瓷易脆碎的难题，但一直进展缓慢。一天，威廉·克莱格发现，贝壳这东西虽然很硬，但掉在地上很难摔碎。如果陶瓷也能像贝壳一样，既硬而不脆，不就解决问题了吗？
于是，克莱格收集了许多贝壳，磨成试片在显微镜下观察。结果发现，贝壳是由许多层状碳酸钙组成的，而在每层碳酸钙之间夹着一层有机质，是它们把层层碳酸钙粘在一起。原来，贝壳不易摔裂，是因为中间那层有机质能阻止脆性碳酸钙中产生的裂纹扩展到另一层碳酸钙中。克莱格从贝壳的结构中得到启示。他选择了碳化硅陶瓷烧成薄片，然后在每片碳化硅陶瓷上涂上石墨层，再把涂有石墨层的碳化硅片层层叠起来，加热并挤压，石墨层起粘结剂的作用，把这种“千层饼”式的碳化硅片粘结得很牢固。即使碳化硅片遇到撞击，顶多只有表皮的几层会破裂，而表层很薄的几层脱落时能把大部分冲击力吸收，从而避免了整个零件碎裂。经过试验证明，想折断涂有石墨层的碳化硅陶瓷所用的力量比折断纯碳化硅陶瓷的要大100倍左右。
1990年，克莱格就是用这种仿贝壳结构的碳化硅陶瓷制造了第一台耐高温不需要冷却水系统的汽车发动机。
将氢储存起来
早在1874年，富于幻想的美国作家朱尔斯·维恩曾预言：世界的能源最终将以氢为基础。现代的发展趋势表明，这一预言将成为现实。因为本世纪有可能过渡到少碳甚至无碳燃料时代，成为氢原子取代碳原子作动力的时代。如果热核聚变一旦取得突破，这一趋势就更加快了。
但是，用氢作燃料也有一些难题要解决，即氢的储存和运输不太安全，容易爆炸。目前储存和运输氢气的方法有三种：一是气态储存把氢加压至150~200个大气压后装在耐高压容器中输送，二是将氢冷却到—253℃使它液化后再输送。还有一种方法就是利用金属氢化物对氢吸附极为强烈的特点储存氢气，这种方法因为需要高压和低温条件，应用起来安全方便得多，因此成为最热门的研究课题。
发现有些金属能吸收氢气的历史很早，如钯、锂等金属都具有很强的吸氢能力。但是，怎样才能很方便地使吸进的氢气再释放出来，适于不同用途，却难住了许多人。因此研究能储存氢又能释放氢气的能源材料就成了现代材料科学家的一个重要课题。
陆续发现不少金属能吸氢，但吸氢量很少，没有实用价值。
到1974年却出现了一个奇迹，可以称得上是“踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫”。这一年，日本大阪守口市松下电器公司中央研究所突然发生了一起怪事。在一个用钛锰合金制造的氢气瓶内，前一天晚上还储有10个大气压（约1000000帕）的氢气，到第二天早上，压力却降到了不足1个大气压。
经仔细检查，气瓶并没有漏气。查来查去，原来问题出在制造气瓶的材料上。
气瓶制造厂并不知道钛锰合金有很强的吸氢性能，只知道它强度高，耐压保险，就用它装氢气。谁料它把瓶内的大部分氢气吸进瓶壁里去了。压力当然下降。这一偶然事件使人意外地发现了一种新的储氢合金，这种合金可以反复吸收氢气，在加热到一定温度时，又能把氢气释放出来。这正好是科学家们梦寐以求的储氢材料。从此以后，许多国家，尤其是日本和美国，简直以近乎着迷的程度研究储氢合金这种能源材料。
现在，全世界已研究出的储气合金，除钛锰合金外，还有镁镍合金、镁铜合金、镧镍合金、铝锰合金和各种含稀土的储氢合金。每年都有100种以上的储氢合金申请专利。这些储氢合金吸收的氢气可以为不同的机械或电器提供能源。例如为汽车、热泵、空调设备、无噪声的动力转换设备、燃料电池等提供能源。
金属氢的诱惑力
1989年5月，美国华盛顿卡内基研究所的科研人员毛何匡和鲁塞尔·赫姆利宣布，他们用2250万个大气压力，把气体氢压成了固体氢，这种氢不仅密度高（据计算可达到0.562~0.8克/立方厘米），而且具有金属导电性，是一种储能密度极高的能源材料。这一消息振动了许多物理学家。
氢气在常温压下本是一种不导电的气体，卡内基研究所的人为何会想起制造能导电的金属氢能源呢？
原来，自50年代美国通用电气公司在实验室利用高温高压（2000℃，2万个大气压）将石墨变成金刚石之后，许多科学家对高压的神奇作用发生了浓厚的兴趣，尤其对氢在高压下的可能变化抱着异乎寻常的希望。
我们知道，在化学元素周期表中，氢和锂、钾、钢、钠、铯、钫都同属1A族元素。可是，在这个家庭中，其他成员都是金属，唯独氢不是。能不能用高压使气体氢变成固体氢和金属氢呢？他们先从理论上进行了分析，认为这是可能的。一是氢和锂、钾、钠等元素是同一族的元素，有“亲缘”关系，二是从金属的特性去分析的：金属在规则地排列的原子结构中存在着各个原子共享的自由运动的价电子。于是人们设想，如果给氢分子加上高压，就可能将只有两个氢原子的氢分子压垮，当高压达到某一个关键压力时，氢原子核周围仅有的一个电子就可能和邻近的氢原子核十分接近，而转变成为其他氢原子核共同占有的自由电子。这样，本来是绝缘体的氢就会因为有了共享的自由电子而变成可以导电的金属氢。
卡内基研究所的这两位科学家根据这一理论分析开始了实际实验。他们取来纯度很高的氢气，放在一个能承受极高压力的金刚石之间的密闭装置内，在零下—196℃的低温下逐渐加压到250万个大气压。发现气态氢从透明状态逐渐变成为褐色，最后变成为有光泽的不透明固体，导电性也发生变化，由绝缘体逐渐变成半导体，进而变成了导电体。他们于1989年5月初在美国地球物理协会上报告这项实验结果。
这项研究有两方面的重要意义。一是一旦能得到稳定的金属氢，人们就可以获得一种高能量密度的无污染的能源材料，二是金属氢的研究还有助于解决理论物理和天体物理中存在的一些长期得不到解决的问题。例如，天文学家在观察太阳系的木星和土星时发现，这两颗行星的主要成分可能是液态的金属氢。航空航天专家和一些行星学家非常希望了解，在多高的压力和温度下氢会变成金属，只要知道在什么条件下氢可以变成金属，人们就能了解行星上有多少氢是金属及其对行星导电性的影响。
金属氢是一种极有希望的能源材料，目前许多火箭中也使用液氢燃料，但液氢密度小（0.071克/厘米3），火箭燃料箱的体积就要做得大，火箭自身重量就要增加，如果用金属氢，因密度大，同样体积的氢释放的能量比液氢要大得多。
但制造金属氢有很大困难，可能需要经过几代人的努力才能取得突破性进展。目前，美、俄、日等国家都宣布用高压技术观察到了金属氢的现象。
但在压力卸除后金属氢又变成了普通的氢气。因此，尽管金属氢对人们有巨大的诱惑力，但要在常压下得到稳定的金属氢，还有许多难关要攻克。
一些持乐观态度的科学家认为，这个问题总有一天会解决。因为石墨在高温高压下变成金石后，就能在常温常压下长期稳定地存在。因此，尽管困难重重，科学家们仍以坚忍不拔的毅力在从事金属氢的研究。
