名古屋大学的长田实教授等人通过使用含有铌氧化物等的薄膜，成功将电动汽车（EV）等使用的通用蓄电装置中的电容器的瞬时充放电性能提高到了实用水平。该产品可用于EV启动时需要瞬间使用大电力的用途。研究目标是推进量产技术开发等，在5～10年后投入实际使用。
使用极薄薄膜制作电介质电容器（供图：名古屋大学）
该技术是与物质材料研究机构（NIMS）的佐佐木高义研究员等人共同进行的。电容器和蓄电池一样，可储存和释放电力，但其特点在于能在短时间内充放电。目前多用于智能手机和平板电脑的辅助电源等。
其中，使用储存电力的“电介质”的类型与利用化学反应的蓄电池等不同，利用带正电的空穴（电洞）和电子瞬间分离的称为极化的现象。可以在短短数秒内完成充电和放电，适用于启动EV的电机等瞬间使用大量电力的用途。但是使用钡、铅和钛氧化物的传统电介质电容器的容量较低，约为蓄电池的1/100，因此未能普及。
电介质电容器具有越薄电容越高的特性。于是，研究团队着眼于容易加工且易于形成薄膜的金属铌，使用含有铌、钙、钠的氧化物，制作了尺寸为1厘米见方、厚度为1.5～3纳米（纳米为10亿分之一米）的薄膜。将该薄膜在基板上重叠10层，并连接电极制成了电容器。
此次开发的电容能量密度为174～272焦耳/立方厘米，比传统电介质电容器高出10倍以上，达到了实用水平。即使采用超薄结构也不会漏电，且施加高电压也不会损坏。如果安装在EV中，则可以提供启动电机和起步时所需的大量电力，并且可以将元件小型化。
这种新型电容器也更容易制造。将碳酸钾、碳酸钙和氧化铌粉末混合并在1200摄氏度的温度下烧制，便可以形成具有许多薄膜叠加结构的氧化铌制品。将其浸入水中后，水会进入薄膜之间并能将其一片一片地分开。在制作电容器时将薄片堆叠起来。
研究团队还尝试了大型化，制作了直径为10厘米的电容器，并确认充放电性能没有降低。今后的目标是与企业合作，在5～10年后，首先实现面向智能手机、手表，以及穿戴于身上的可穿戴计算机等领域的实用化。并将其应用于相机的闪光灯和印刷机。
日文：科学编辑 草盐拓郎、《日经产业新闻》、2023/6/21
中文：JST客观日本编辑部
