許多駕車者在加速超越豐田普銳斯或其他環保汽車後，都會得意地偷笑。但豐田及其環保盟友或許可以笑到最後，因為他們在超級電容器技術方面取得了令人鼓舞的新進展，有望在未來某一天讓混合動力汽車佔據主導地位。
這種由電力和汽油混合驅動的汽車迄今為止取得的最大勝利，是在幾周前，一輛配備超級電容器的豐田 Supra HV-R 雙門跑車成為首輛在日本十勝國際賽道舉行的24小時耐力賽中獲勝的混合動力汽車。這輛混合動力 Supra 完成了 5.1 公里（約 3 英里）的賽道 616 圈，比第二名非混合動力的日產 Fairlady Z 多了 19 圈。“獲勝的豐田能夠更快地釋放能量，加速更快，並且更有效地利用制動發電，”研究諮詢公司 Strategy Analytics 的分析師、最近一項研究的作者凱文·馬克說，該研究探討了超級電容器在混合動力汽車中補充甚至取代電池的潛力。“大型混合動力汽車電池組的日子可能屈指可數了，”他補充道。
他說，原因在於：電容器技術將能量儲存在一對緊密間隔的導體之間的電場中。超級電容器，也稱為超級電容器，是一種電化學電容器，其能量密度高於普通電容器，這使其有可能更適合混合動力汽車。
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超級電容器透過物理分離正負電荷來儲存電力。電池使用有毒化學物質儲存能量，並且其有效性會隨著時間的推移而降低。此外，回收電池中的重金屬是一項艱鉅的任務。另一方面，馬克說，電容器是由更小的細碳奈米管製成的。
超級電容器的一個主要優點是，它們能夠有效地從再生制動系統中捕獲電力，並提供電力來為汽車的加速提供動力。馬克說，超級電容器不僅比電池充電更快，而且釋放能量也更快。
它們的一個缺點是，這種技術無法像電池那樣儲存那麼多能量。但十勝賽證明，超級電容器可以與小型電池結合使用，更廣泛地用於混合動力汽車。“由於不需要化學物質，電容器可以更輕，從而使混合動力汽車製造商能夠進一步提高燃油經濟性並降低成本，”馬克說。“低重量將使混合動力動力系統更容易用於緊湊型汽車細分市場，自 1997 年以來在 Honda 和 Mazda 概念車上已經看到了這一點。”
然而，大多數汽車公司對鋰離子電池的進步比對超級電容器的發展更感興趣。本月早些時候，通用汽車公司與 A123Systems 簽署了一項協議，為汽車開發其奈米磷酸鋰離子電池技術。A123Systems 的電池目前主要用於無繩電動工具。豐田普銳斯和福特翼虎等混合動力汽車使用鎳氫電池，這種電池比鋰離子系統更大，後者可以在更小的空間記憶體儲更多的電力。首批 A123 汽車電池預計將在 10 月份準備好供通用汽車測試，該公司計劃在 2010 年底之前將其下一代電動汽車推向市場。
亞利桑那大學電氣和計算機工程教授奧爾吉爾德·帕盧辛斯基說，過去電容器在與電池的競爭中不佔優勢，因為它們沒有提供更高的能量密度。帕盧辛斯基認為，能量密度甚至比儲存容量更能衡量電源的有效性。“你可能擁有非常高的電荷儲存量，但電壓卻非常低，”他指出。
亞利桑那大學（包括帕盧辛斯基）的研究人員一直在開發一種新的電容器技術，旨在為混合動力汽車提供兩全其美的優勢：將機械能快速轉換為電能並儲存能量的能力，以及快速充電和放電能量以幫助汽車加速或制動。
這種新裝置稱為數字化儲能裝置 (DESD)，其電容與體積之比比同等尺寸的傳統平行板電容器大 10,000 多倍。研究人員透過使用多孔膜作為模板平臺來製造 DESD 電容器。這些膜的孔徑範圍為 15 奈米到 1 微米，每平方釐米（0.16 平方英寸）的孔密度為 1000 萬到 100 萬億個孔。帕盧辛斯基說，DESD 將能夠提供每克（0.35 盎司）130 焦耳的能量，並補充說，化學電池提供約每克 100 焦耳的能量。然而，鋰離子電池可以提供高達每克 600 焦耳的能量。
帕盧辛斯基設想，有一天 DESD 將取代汽車中的電池，儘管目前沒有汽車製造商正在使用他和他的同事開發的技術。DESD 技術的近期部署更有可能用於為要求不高得多的東西供電，例如用於檢測警報和照明系統的運動的感測器。
位於密歇根州安娜堡的汽車研究中心替代燃料分析師佈雷特·史密斯說，儘管豐田在超級電容器方面取得了成功，但近年來大多數汽車製造商都專注於更輕、更穩定的鋰離子電池的新發展。
史密斯說：“從筆記型電腦中使用的鋰電池型別轉向奈米磷酸鋰離子電池，可能正是該行業所需要的發明或正規化轉變。”“現在的挑戰是他們能否降低成本。”這正是可能最終決定超級電容器在混合動力汽車中使用命運的關鍵問題。