在炭材料山西省重点实验室的实验区内，科研人员正全神贯注地操作精密仪器，精准调试参数，细致记录每一组数据。作为山西省炭材料创新研究的核心阵地，炭材料山西省重点实验室深耕炭材料领域六十余载，始终以技术创新作为核心驱动力，在高性能碳纤维、特种石墨及功能炭材料等领域不断突破，为国家重大工程保障和地方产业升级提供了坚实的科技支撑。

突破高性能材料技术壁垒

在中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料山西省重点实验室，当科研人员看到直径为6微米至7微米的碳纤维丝束出现在生产线上时，实验室里响起了经久不息的掌声。不久前，由实验室自主研发的T1000级高性能碳纤维量产下线。

历经8年艰苦攻关，T1000级高性能碳纤维关键指标达到国际先进水平，整套制造工艺流程实现了自主可控。

然而，在研发初期，实验室团队成员面临着两大核心难题：原丝纺丝均一性不足、预氧化稳定性欠佳，这两个问题直接影响着碳纤维的关键性能。

为此，团队成员系统开展了纺丝工艺优化、性能测试、参数精细调整等工作。最终，通过优化预氧化温度梯度控制，团队逐步掌握了一系列关键技术，使该牌号碳纤维各项指标均达到了国际先进水平。

实验室成员、中国科学院山西煤炭化学研究所高级工程师经德齐介绍，这一突破彻底打破了国外技术垄断，实现了关键领域碳纤维国产化，保障了国家重大工程的自主可控。“实验室自2005年起陆续取得T300、T700、T800级高性能碳纤维等成果，此次研发T1000级碳纤维又是一次新突破。”经德齐说。

近年来，实验室紧扣国家需求，持续攻坚高端炭材料“卡脖子”技术，全力打造高端炭材料创新高地。

实验室的多项技术成果已应用于航天等国家重大工程。以航天专用石墨密封材料为例，长期以来，我国该类材料依赖进口，存在“卡脖子”风险。为此，实验室组建了专项攻关团队对材料配方与成型工艺进行优化。经数年攻关，解决了密封件易磨损、易泄漏等关键难题。研发的材料兼具耐高温、耐高压、耐腐蚀特性，顺利通过试车考核，相关产品应用于长征六号、长征七号等运载火箭发动机密封系统，为航天事业提供安全保障。

推动科研成果产业化

“科研成果的价值最终体现在产业化应用上。”炭材料山西省重点实验室主任宋燕说。

近年来，实验室深耕功能炭材料领域，聚焦能源存储、高碳资源清洁利用等方向，积极推动科研成果转化落地，充分彰显“科研赋能产业”的核心价值。

钠离子电池是未来新能源发展的重要方向，而硬炭作为其核心负极材料，其性能直接决定着电池的关键指标。长期以来，硬炭研究面临瓶颈，实验室团队以煤基资源为前驱体，通过精准调控炭化参数、优化微观结构，成功研发出高性能硬炭负极材料，各项指标均达到行业先进水平。实验室成员、中国科学院山西煤炭化学研究所研究员苏方远介绍，该材料能让钠离子电池循环寿命突破2000次，比容量最高可达每克350毫安时，远超行业平均水平，同时具备充放电效率高、稳定性强的优势。目前，该材料已进入中试阶段，未来有望应用于低速电动车、储能电站等领域，为“双碳”目标的实现提供有力支撑。

为打破我国电容炭长期依赖进口的局面，实验室团队攻克一系列关键技术难题，研发出性能先进的面向超级电容器应用的多孔炭，成本较进口同类产品降低40%，走出了一条从研发到产业化的完整路径。“目前，实验室已建成十吨级电容炭中试线，可稳定生产合格产品，且通过了行业科技成果评估，产品已在多家超级电容器企业开展试用。”苏方远介绍，目前，实验室正与相关企业深度合作，推进千吨级生产线建设，推动技术规模化应用，打破国外市场垄断，为我国超级电容产业发展提供坚实支撑。

实验室主动对接山西碳基新材料产业需求，依托本地煤炭资源优势，为企业提供技术咨询、工艺优化、产品研发等全链条服务，助力企业实现规模化、高端化发展。其中，落地的聚丙烯腈碳纤维产业化项目、千吨级淀粉基电容炭生产线等，为山西碳基新材料千亿级产业集群注入强劲动力，带动相关产业发展，创造更多就业岗位。

展望未来，宋燕表示，实验室将持续聚焦炭材料核心领域，围绕五大重点方向深耕细作、协同攻关，研发更多高性能、高附加值产品。“我们将深化产学研协同创新，完善成果转化平台，努力打造原创技术‘策源地’、成果转化‘加速器’，以炭材料创新助力山西能源转型，为国家能源安全保障贡献坚实力量。”宋燕说。

（原载于《科技日报》 2026-04-21 05版）