Kepadatan energi mengukur seberapa banyak energi yang tersimpan dalam sejumlah ruang atau massa tertentu. Biasanya dinyatakan dalam megajoule per kilogram atau watt-jam per liter. Kepadatan energi yang tinggi berarti lebih banyak daya dalam paket yang lebih kecil dan ringan. Hal ini penting untuk mobil, pesawat terbang, dan telepon.

Bahan bakar sangat beragam. Bensin memiliki sekitar 44 megajoule per kilogram. Batu bara memiliki 24 hingga 35 megajoule. Kayu memiliki sekitar 16 megajoule. Baterai lithium-ion memiliki sekitar 0,3 hingga 0,7 megajoule per kilogram. Perbedaan tersebut menjelaskan mengapa kendaraan listrik membutuhkan paket baterai yang besar dan berat untuk menyamai jangkauan mobil bensin.

Para ilmuwan terus mendorong peningkatan kepadatan energi baterai. Desain solid-state menjanjikan kepadatan dua hingga tiga kali lipat dari sel lithium-ion saat ini. Lithium-sulfur dan lithium-air masih membutuhkan pengembangan lebih lanjut. Bahkan dengan kemajuan ini, bahan bakar cair kemungkinan akan tetap mendominasi penerbangan dan pelayaran selama bertahun-tahun. Fisika memang sulit diubah. Baterai meningkat secara bertahap. Bahan bakar telah memiliki keunggulan selama satu abad.

Nilai tipikal

• Bensin: sekitar 44 MJ/kg
• Diesel: sekitar 45 MJ/kg
• Batu bara: 24 hingga 35 MJ/kg
• Kayu: sekitar 16 MJ/kg
• Ion litium: 0,3 hingga 0,7 MJ/kg