為了發(fā)揮材料的作用，新能源材料面臨著艱巨的任務(wù)。作為材料科學(xué)與工程的重要組
成部分，新能源材料的主要研究?jī)?nèi)容同徉也是材料的組成與結(jié)構(gòu)、制備與加工工藝、材料的性質(zhì)、材料的使用效能以及它們四者的關(guān)系。結(jié)合新能源材料的特點(diǎn)，新能源材料研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)有以下幾方面:
    (1)研究新材料、新結(jié)構(gòu)、新效應(yīng)以提高能量的利用效率與轉(zhuǎn)換效率:例如，研究不同的電解質(zhì)與催化劑以提高燃料電池的轉(zhuǎn)換效率，研究不同的半導(dǎo)體材料及各種結(jié)構(gòu)(包括異質(zhì)結(jié)、量子阱)以提高太陽(yáng)電池的效率、壽命與耐輻照性能等。
    (2)資源的合理利用:新能源的大量應(yīng)用必然涉及到新材料所需原料的資源問(wèn)題。例如，太陽(yáng)電池若能部分地取代常規(guī)發(fā)電，所需的半導(dǎo)體材料要在百萬(wàn)噸以上，對(duì)一些元
素(如稼、銦等)而言是無(wú)法滿足的。因此一方面盡量利用豐度高的元素，如硅等;另一方面實(shí)現(xiàn)薄膜化以減少材料的用量。又例如，燃料電池要使用鉑作觸媒，其取代或節(jié)約是大量應(yīng)用中必須解決的課題。當(dāng)新能源發(fā)展到一定的規(guī)模時(shí)，還必須考慮廢料中有價(jià)元
素的回收工藝與循環(huán)使用。
    (3)安全與環(huán)境保護(hù):這是新能源能否大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。例如，鋰電池具有優(yōu)良的性能，但由于97-次電池在應(yīng)用中出現(xiàn)過(guò)因短路造成的燒傷事件，以及金屬鋰因性質(zhì)活潑而易于著火燃燒，因而影響了應(yīng)用。為此，研究出用炭索體等作負(fù)極載體的鏗離子電池，使上述問(wèn)題得以避免，現(xiàn)已成為發(fā)展速度快的二次電他。另外有些新能源材料在生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生“三廢”而對(duì)環(huán)境造成污染;還有服務(wù)期滿后的廢棄物，如核能廢棄
物，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。這些都是新能源材料科學(xué)與工程必須解決的問(wèn)題
    (4)材料規(guī)模生產(chǎn)的制作與加工工藝:在新能源的研究開(kāi)發(fā)階段，材料組成與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是研究的重點(diǎn)，而材料的制作和加工常使用現(xiàn)成的工藝與設(shè)備。到了工程化的階段，材料的制作和加工工藝與設(shè)備就成為關(guān)鍵的因素。在許多情況下，需要開(kāi)發(fā)針對(duì)新能源材料的專用工藝與設(shè)備以滿足材料產(chǎn)業(yè)化的要求。這些情況包括:大的處理量、高的成品率、高的生產(chǎn)率、材料及部件的質(zhì)量參數(shù)的一致性、環(huán)保及勞動(dòng)防護(hù)、低成本等
    例如，在金屬氧化物鎳電池生產(chǎn)中開(kāi)發(fā)多孔態(tài)鎳材的制作技術(shù)、開(kāi)發(fā)銼離子電池的電
極膜片制作技術(shù)等。在太陽(yáng)電池方面，為了進(jìn)一步降低成本，美國(guó)能源部撥專款建立稱之為“光伏生產(chǎn)工藝(Photovoltaic Menufecmdng TechnoIogy)的項(xiàng)目，力求通過(guò)完善大規(guī)摸生產(chǎn)工藝與設(shè)備使太陽(yáng)電池發(fā)電的成本能與常規(guī)發(fā)電相比擬。
    (5)延長(zhǎng)材料的使用壽命:現(xiàn)代的發(fā)電技術(shù)、內(nèi)燃機(jī)技術(shù)使眾多科學(xué)家與工程師在幾十年到上百年間的研究開(kāi)發(fā)成果。用新能源及其裝置對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行取代所遇到的大
問(wèn)題是成本有無(wú)竟?fàn)幮浴牟牧系慕嵌瓤紤]，要講的成本，一方面要靠從上述各研究開(kāi)發(fā)要點(diǎn)方面進(jìn)行努力另一方面還要靠延長(zhǎng)材料的使用壽命。這方面的潛力是很大的。這要從解決材料性能退化的原理人手，采取相應(yīng)措施，包括選擇材料的合理組成或結(jié)構(gòu)、材料的表面改性等，并要選擇合理的使用條件。