截止目前，人類對可再生能源的大部分研究都集中于如何替代煤炭、天然氣、石油等化石燃料。人們普遍認(rèn)為，如果能夠找到汽油、柴油等石油產(chǎn)品的清潔替代品（如新的液體燃料或燃料電池），很多問題就能迎刃而解。然而，可再生能源領(lǐng)域的投資前景十分不確定，讓相關(guān)研究受到了很大限制，即使是風(fēng)險(xiǎn)投資家行動起來也是小心翼翼。
　　然而，美國政府似乎想要打破這一僵局，美國能源部長朱棣文表示，他們正在尋找奇跡。美國能源高級研究計(jì)劃署（ARPA-E）正是奇跡的推動者，它成立的目的就是為高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)項(xiàng)目提供資金支持。《紐約時(shí)報(bào)》表示，ARPA-E可與著名的五角大樓國防高級研究計(jì)劃署相媲美，在后者的資助下一系列享譽(yù)全球的技術(shù)誕生了，其中就包括因特網(wǎng)，足見美國對ARPA-E的重視程度。ARPA-E兩年的預(yù)算投資為4億美元。
　　ARPA-E的投資重點(diǎn)之一便是燃料電池的研發(fā)?！都~約時(shí)報(bào)》介紹，目前美國能源部已經(jīng)完全改變了燃料電池上的策略。上世紀(jì)90年代，美國能源部曾決定將所有精力用于研發(fā)鋰離子電池，而完全放棄其他類型電池的研究。但直到今天，普通燃料電池的儲能效率都未能有大的突破，這也許就是美國能源部改變策略的原因之一。科學(xué)家介紹，一磅汽油所含能量要比一磅鉛酸蓄電池高35倍，比鋰離子電池高6倍。由于汽車攜帶能源本身也需耗能，單位重量內(nèi)所含能量越多，效率就會越高。如何減小電池重量，同時(shí)提高儲能效率便成了研發(fā)重點(diǎn)。
　　《紐約時(shí)報(bào)》介紹，一家剛剛成立的新公司正在ARPA-E的資助下研發(fā)如何使用納米管儲存能量，他們的目標(biāo)是制造出大小如手電筒的電池，雖然它能儲蓄的能量只有普通電池的30%，但卻可以在2秒鐘之內(nèi)完成充放電。納米管壁僅有12個(gè)原子疊加的厚度。壁與壁之間的空間十分有限，供可供帶電離子停留。這樣一來，大量帶電微粒都會擠入狹小的空間內(nèi)。研究人員將納米管結(jié)構(gòu)形象地比喻成了架子非常薄的書架，架中空間僅可容納書本。由于納米管壁之間是靠物理連接，而不是化學(xué)連接，其內(nèi)的帶電微粒幾乎可以在瞬間完成充放電。利用這一原理生產(chǎn)出來的便是體積小、重量輕、儲能空間大的電池。
　　在另一個(gè)麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，科學(xué)家辛德爾正與其團(tuán)隊(duì)一起研發(fā)所謂的“物質(zhì)基因”，使用計(jì)算機(jī)預(yù)測可用于制造電池物質(zhì)的特性，隨后篩選出計(jì)算機(jī)認(rèn)為最有前途的物質(zhì)，用于電池生產(chǎn)。研究人員表示，物質(zhì)基因可以加速人類對物質(zhì)知識的掌握，從而推動新物質(zhì)的研發(fā)。據(jù)悉，ARPA-E已經(jīng)投資了320萬美元用于研究鎂在電池中的特性。研究人員介紹，今天使用的電池，不管是鋰離子電池還是老式的鉛酸電池，在充電或放電時(shí)，都只有一個(gè)原子游離于正極和負(fù)極之間，攜帶單個(gè)電子。但鎂原子的獨(dú)特之處在于，它可以攜帶兩個(gè)電子。這一特性使得鎂電池可以在體積和重量只有普通電池一半的情況下，儲存與普通電池相同的能量。