太阳能也可通过光电池直接变成电能，这就是太阳能电池、光伏打电池。它们具有安全可靠、无噪声、无污染、不需燃料、无需架设输电网、规模可大可小等优点，但需要占用较大的面积，因此比较适合阳光充足的边远地区的农牧民或边防部队使用。有使用价值的光电池种类不少，多晶硅（Si）、单晶硅（掺入少量硼、砷）、碲化镉（CdTe）、硒化铜铟（CuInSe）等都是制造光电池的半导体材料，它们能吸收光子使电子按一定方向流动而形成电流。光电池应用范围很广，大的可用于微波中继站、卫星地面站、农村电话系统，小的可用于太阳能手表、太阳能计算器、太阳能充电器等，这些产品已有广大市场。
对于利用阳光发电，在美国有Solar2000计划，目标是到2000年美国太阳能电池总产量达1400兆瓦。日本在20世纪70年代就制定了“阳光计划”。近年来，德国的ELDURADO计划等也都是致力于太阳能的开发利用。我国自20世纪80年代起也开始了太阳能电池的研究，引进了国际先进的技术。太阳能电池现已有小批量生产，受到西藏无电地区牧民们的欢迎。这种小的太阳能发电装置可以为一台彩色电视机和一部卫星接收机提供电源，或为家庭照明和家用电器供电。
生物能蕴藏在动物、植物、微生物体内，它是由太阳能转化而来的，可以说是现代的、可以再生的“化石燃料”，它可以是固态、液态或气态。稻草、劈柴、秸秆等农牧业废弃物是古老的传统燃料，在广大农村仍是主要能源。但这样的燃料直接燃烧时，热量利用率很低，仅15％左右，现用节柴灶热量利用率最多也只能达到25％左右，并且对环境有较大的污染。目前把生物能作为新能源来考虑，并不是再去烧固态的柴草，而是要将它们转化为可燃性的液态或气态化合物，即把生物能转化为化学能，然后再利用燃烧放热。农牧业废料、高产作物（如甘蔗、高粱、甘薯等）、速生树木（如赤杨、刺槐、桉树等），经过发酵或高温热分解等方法可以制造甲醇、乙醇等干净的液体燃料。在巴西有800万辆小汽车用乙醇做燃料；在美国有许多汽车使用含乙醇的汽油作为燃料；欧共体已建成几座由木屑制甲醇的工厂。这类生物质若在密闭容器内经高温干馏也可以生成一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）等可燃性气体，这些气体可用来发电。生物质还可以在厌氧条件下生成沼气，这种气化的效率虽然不高，但其综合效益很好。沼气的主要成分是CH4，作为燃料不仅热值高并且干净，沼渣、沼液是优质速效肥料，同时又处理了各种有机垃圾，清洁了环境。我国农村约有500万个小型沼气池作为家用能源。投资建设中型、大型沼气池不仅可用于发电，也可处理城市垃圾。此外科学家们还成功地培育出若干植物新品种，如巴西的香胶树（亦称石油树），每株年产50kg左右与石油成分相似的胶质。美国人工种植的黄鼠草，每公顷可年产6000kg石油，美国西海岸的巨型海藻，可用以生产类似柴油的燃料油。把生物质转化为可燃性的液体或气体是使古老能源焕发青春的途径。
风能是利用风力进行发电、提水、扬帆助航等的技术，这也是一种可以再生的干净能源。按人均风电装机容量算，丹麦遥遥领先，其次是美国和荷兰。我国东南沿海及西北高原地区（如内蒙、新疆）也有丰富的风力资源，现已建成小型风力发电厂9个，发电装机容量2万千瓦。风力发电也将是电力建设的一个方面。
地壳深处的温度比地面上高得多，利用地下热量也可进行发电。在西藏的发电量中，一半是水力发电，约40％是地热电，火力发电只占10％左右。西藏羊八井地热电站的水温在150℃左右，台湾清水地热电站水温达226℃。温度较低的地热泉（温泉）遍布全国，已打成地热井2000多处。地热能与地球共存亡，地热潜力不容忽视。
在地球与太阳、月亮等互相作用下海水不停地运动，站在海滩上，可以看到滚滚海浪，在其中蕴藏着潮汐能、波浪能、海流能、温差能等，这些能量总称海洋能。从20世纪60年代起法国、前苏联、加拿大、芬兰等国先后建成潮汐能发电站，波浪能发电和温差能发电的示范装置也都已问世。我国在东南沿海先后建成7个小型潮汐能电站，其中浙江温岭的江厦潮汐能电站具有代表性，它建成于1980年，至今运行状况良好，并且还在海湾两侧，围垦农田，种植柑橘，养殖水产，取得很好的综合效益。
利用海水盐差能发电也是一种获得能源的途径，盐差能是以化学能形态出现的一种海洋能。众所周知、地球上的水有二类：淡水和咸水，其中咸水占97．2％，而2．15％的淡水储存在南极和北极的冰川或高山冰川中，这其中只有2．65％的淡水可供人类直接利用。海洋中的咸水盐含量很高，每立方千米的海水里溶有3500万吨食盐，含盐浓度高的海水以较大的渗透压力向淡水扩散，这种渗透压力差所产生的能量称为海水盐差能。海水盐差能发电的原理很简单，只要用一层多孔质隔膜置于海水和淡水之间，二边插入电极，由于渗透压力差而产生电动势。较理想的放电场是在江河入海口处，大量淡水不停地流向大海，在交界处形成盐浓度差。这项技术的关键在于多孔隔膜如何能将淡水和海水隔开而又要形成渗透压。这种海水盐差发电技术和装置将是21世纪发展能源的一个研究方面。
氢是未来最理想的能源。氢作为水的组成，用之不竭；而且氢燃烧后惟一的产物是水，无环境污染问题。氢作为能源放出的能量还远大于煤、石油、天然气等能源，1g氢燃烧能释放出142KJ的热量，是汽油发热量的3倍。目前世界上氢的年产量为3600万吨，但绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取，水电解制氢因消耗电能太多，经济上不合算，只占4％份额。对化学家来讲，研究新的经济上合理的制氢方法是一项具有战略性的研究课题。理想的氢能源如图Ⅱ所示。
是一种最理想的氢能源循环体系，太阳能和H2O是用之不竭的，而且价格低廉。极需化学家研究的是寻找合适的光分解催化剂，它能在光照下促使水的分解速度加快。当然氢发电机的反应器和燃料电池也是化学家的工作领域。实现这一良性循环，将使人类永远可以各取所需地消耗电能。
光分解水制氢的研究已有一段历史。目前也找到一些好的催化剂，如钙和联吡啶形成的配合物，它所吸收的阳光正好近似于水分解成氢和氧所需的能量。另外，二氧化肽和某些含钙的化合物也是较适合用作催化剂。酶催化水解制氢亦是一种途径。已经发现一些微生物，通过氢化酶诱发电子与水中氢离子结合起来，生成氢气。总之，光分解水制氢方面还应加强基础研究，寻求新的方法和催化剂。一旦有所突破，这将能使人类在能源问题上一劳永逸。这是一个可能获得诺贝尔化学奖的研究课题。
新能源的开发受到世界各国的重视，但进展缓慢，这是因为技术难度较大，对所需研究基金的投资要求较高，有些示范装置，效能虽好，但因成本过高而不易推广。新能源的开发都是综合性项目，涉及化学、物理、电子、机械、仪表控制等各行各业，其中所需各种新材料，需要化学工作者进行研制；许多化学过程和反应条件，需化学工作者进行深入细致的研究。总之化学家将积极参与新能源的开发工作。
随、着新能源的不断开发，世界能源结构正向多样化的方向发展。
人类之所以能够走出原始的洞穴住进豪华的别墅；从脱下遮盖的树叶、兽皮到穿上华丽的盛服；从钻木取火、刻槽为渡、刀耕火种到使用现代化的各种科学技术……，哪一项成果不是发明创造的结晶？哪一次进步不是创造了人类自身？由此，我们可以毫不夸张地说，创造发明是神圣而又伟大的，没有创造就没有人类的一切！从这个意义上来说，人类社会的进步与发展史就是一部创造发明史。
翻开世界科学技术发展史，最值得中国人引以为荣的，莫过于指南针、造纸术、活字印刷术和火药四大发明了，它们在历史上不但极大地推动了我国经济文化的发展，而且对世界的文明进步也做出了难以估量的贡献。试想，要是没有这些发明，今天的人类社会将是什么样子呢？——我们只好仍将字写在竹片、龟壳乃至石头上，我们将没有现在的书和练习本；而作战的兵器可能仍是长矛，大刀和弓弩……。一句话，没有成千上万诸如指南针、造纸术、活字印刷术和火药那样的发明创造，就没有人类的进步。以发明马的使用为例，起初马生来并不是为人类服务的，人类的祖先由于当时生存的需要，人们经常从事时间比较长，劳动强度比较大的远程迁移，迫切需要代步工具和交通工具，以减轻劳动强度。马的体能比人强，而且容易驯服，所以人类发明了使用马作为交通工具的动力。据说最早把受力点放在马颈上，发现行不通，后改放在马肩上，才发挥马的潜力。随着社会发展产生了战争，马又被人类发明为作战的工具，为了增强战斗力，人类又发明马蹬、马鞍、马鞭和马刺，当时发明使用了马蹬和马鞍的民族很快征服了没有这个发明的民族。因为有了马蹬和马鞭，能更有效地发挥人类在地面直立行走积累的所有的作战技能，显示了这个发明的科学性和实用性，很快传遍了全世界，推动了人类社会的进步。后来人们又发明了给马脚钉铁马掌，一直沿袭至今。被认为马的使用方面的发明已相当完美了，但是不然，随着材料科学的发展，1985年我国有人发明了塑料马掌。发明者认为，人可以穿塑料鞋，马为什么不能套塑料掌呢？一来可以节约钢材；二来免去钉马掌的麻烦，只需往马脚上一套即成；三还可以美化马，因为塑料马掌可以做成各种不同的颜色；四还可以克服以往铁马掌容易生锈腐蚀、打滑易摔的缺点。随着骑马者安全的需要，1987年我国又有人发明了防止骑马者摔下来被拖伤的装置——脱鞍马蹬。由此看来，创造发明是没有止境的，只要有需要，就会产生创造发明，而只要产生人们需要的创造发明，就会给人类造福，推动人类社会的进步。小发明推动小进步，大发明推动大进步。瓦特发明蒸汽机、法拉第发明发电机、爱迪生发明电灯等，不都是极大地推动了人类社会的进步吗？因此，从这种意义上来说，创造发明的确可以被誉为“人类社会进步的阶梯”。
发明创造是一种生产力，当它得到推广应用之后，能促进科技和经济的发展，产生经济和社会效益。