Energie ist ein fundamentaler Begriff in der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, da sie eine entscheidende Rolle bei der Produktion, Verarbeitung und Nutzung von Materialien spielt. Sie kann als die Fähigkeit eines Systems definiert werden, Arbeit zu verrichten oder Wärme abzugeben. Verschiedene Energieformen wie thermische, chemische und elektrische Energie werden in vielen Anwendungen und Prozessen berücksichtigt.

Ein wichtiger Aspekt ist die Energiedichte, welche die Menge an Energie beschreibt, die in einem bestimmten Volumen oder in einer bestimmten Masse eines Materials gespeichert ist. Materialien mit hoher Energiedichte sind besonders interessant für Anwendungen in Batterien und Energiespeichersystemen.

Bildungsenergien und Bindungsenergien sind weitere kritische Konzepte. Bildungsenergie bezieht sich auf die Energie, die erforderlich ist, um eine Substanz aus ihren Elementen zu erzeugen, während Bindungsenergie die Stärke der chemischen Bindungen in einem Molekül beschreibt. Diese Energien sind entscheidend für die Stabilität von Materialien und deren Reaktionen.

Grüner Wasserstoff, erzeugt durch elektrolytische Prozesse, ist ein vermehrt diskutiertes Thema aufgrund seiner potenziell geringen Umweltauswirkungen. Der Energieverbrauch und die Dehnungsenergie spielen ebenfalls wichtige Rollen. Energieverbrauch bezieht sich auf die Menge an Energie, die für bestimmte Herstellungs- oder Verarbeitungsprozesse benötigt wird, während Dehnungsenergie die Energie ist, die in einem Material gespeichert wird, wenn es einer Deformation unterzogen wird.

Die Energieernte befasst sich mit der Gewinnung von Energie aus der Umwelt, oft durch photovoltaische Anwendungen, die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln. Schließlich sind Gibbs-Energien und thermische Energie elementar für die Beschreibung und Vorhersage von Materialverhalten und -reaktionen bei unterschiedlichen Temperaturen.