No início do século XXI, a necessidade de fontes alternativas de energia tornou-se clara. À medida que combustíveis fósseis tradicionais se esgotavam e o desenvolvimento de energia renovável convencional via eólica, solar, hidrelétrica e geotérmica só supria parte da demanda, pesquisadores e engenheiros buscaram outros métodos de produção.
Grandes quantidades de metano são produzidas por certas indústrias, como mineração de carvão; problemático porque metano é 20 vezes mais potente que CO₂. Para aproveitar resíduo, engenheiros na China olharam modelo australiano de adaptação de metano como combustível e desenvolveram método para reaproveitar o gás. Modelo envolve trazer metano da mina via estação de bombeamento, usando-o para motor Caterpillar. Sistema produz 120 megawatts contínuos, suficiente para 82.000 lares americanos.
Carros híbridos que fundem gás e propulsão elétrica são uma forma de combinar sistemas, mas outros existem. Motores híbridos a ar comprimido foram desenvolvidos para reduzir consumo de combustível e aumentar potência de motor convencional. Sistemas atingiram eficiência de 65 mpg e redução de 30% nas emissões em 2011, mas ainda não amplamente disponíveis. Avanços na Universidade Brunel adaptaram frenagem regenerativa de híbridos convencionais e implementaram sistema onde motor e freios repõem parte do ar comprimido para estender autonomia.
Apple e Motorola registraram patentes sobre integração de células solares em dispositivos móveis. Esperando usar energia solar para iPods e MacBooks, Apple planejava adicionar painéis fotovoltaicos em várias partes: display, dispositivos de entrada, materiais revestidos e materiais do logotipo. Patente da Motorola envolvia especificamente células solares na tela, aproveitando grande área de superfície.
Nanogeradores usam nanofios de óxido de zinco, que geram corrente elétrica quando tensionados ou flexionados. Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia usaram essa propriedade para desenvolver dispositivos piezoelétricos, que produzem pequenas quantidades de eletricidade em resposta a movimento. Embora em desenvolvimento inicial em 2011, acreditavam que empilhando nanogeradores em pequenos arranjos aumentariam saída. Esperavam produzir carregadores de bateria e pequenos eletrônicos alimentados por caminhada, pneus rolantes, vento ou até batimento cardíaco do usuário.