日本东北大学的工藤朗助教等人组成的研究团队开发出了一种碳新材料，制成了可以存储和释放电能的“超级电容器”。这种材料的强度约是建筑用混凝土的一半，可以用作电子设备的外壳。如果能将智能手机的一部分用于蓄电，就能减少内置电池的容量甚至废除内置电池。目前研究团队正在与树脂制造商等合作，尝试实用化。
尽管尺寸还只有1厘米大小，但已确认可以充放电（供图：东北大学）
新开发的超级电容器每平方厘米的电极面积可以储存11.5法拉（F）的电荷。计算显示如果将现有智能手机的外壳材料替换成这种材料，可以提供约10%的电池容量。
材料的抗压强度约为10兆帕（MPa，兆表示一百万），相当于住宅用混凝土的一半，强度可以作为智能手机外壳，能够存储电能且兼具结构功能。
这种材料使用了树脂和氧化镁的混合材料作为原材料。通过3D打印技术制成带有网格状孔洞的长方体之后烧结。在烧结过程中，氧化镁被释放，形成了许多纳米级别（纳米表示十亿分之一）的微孔。这些不同尺寸的孔洞多层次排列，增大了表面积，实现了高容量的超级电容器。
碳材料结构体储能是瑞典查尔姆斯工科大学等研究团队在2021年发布的研究成果。碳纤维结构体可以作为锂离子电池的负极。工藤助教所研究的超级电容器能够比锂离子电池更快地充放电，而且无需使用可燃性电解液。还有望采用固体电解质实现全固态化。
目前为止还只进行了基础验证，尚未组装到电子设备的外壳中。另一个问题是元件尺寸还太小，只有约1厘米。工藤助教表示：“我们计划与树脂制造商合作，使用特定的材料等，以便今后能够制造更大的元件。” 并表示将继续研究以进一步提高单位面积的电容量。
在需要将各种各样的零部件放入指定的体积的电子设备设计上，大体积的电池会是设计上的一个累赘。如果能够将能量存储在结构体中，那么就能增加智能手机等电子设备的设计自由度。
该技术也有望应用于电动汽车（EV）。电动汽车的电池重量一直是一个问题。虽然目前还存在安全性等问题，但如果能够使用结构体来储存电能，就可以通过减轻车身重量来增加行驶里程。
日文：土屋丈太、《日经产业新闻》、2023/9/20
中文：JST客观日本编辑部
