在炭材料山西省重點實驗室的實驗區內，科研人員正全神貫注地操作精密儀器，精準調試參數，細致記錄每一組數據。作為山西省炭材料創新研究的核心陣地，炭材料山西省重點實驗室深耕炭材料領域六十余載，始終以技術創新作為核心驅動力，在高性能碳纖維、特種石墨及功能炭材料等領域不斷突破，為國家重大工程保障和地方產業升級提供了堅實的科技支撐。

突破高性能材料技術壁壘

在中國科學院山西煤炭化學研究所炭材料山西省重點實驗室，當科研人員看到直徑為6微米至7微米的碳纖維絲束出現在生產線上時，實驗室里響起了經久不息的掌聲。不久前，由實驗室自主研發的T1000級高性能碳纖維量產下線。

歷經8年艱苦攻關，T1000級高性能碳纖維關鍵指標達到國際先進水平，整套制造工藝流程實現了自主可控。

然而，在研發初期，實驗室團隊成員面臨著兩大核心難題：原絲紡絲均一性不足、預氧化穩定性欠佳，這兩個問題直接影響著碳纖維的關鍵性能。

為此，團隊成員系統開展了紡絲工藝優化、性能測試、參數精細調整等工作。最終，通過優化預氧化溫度梯度控制，團隊逐步掌握了一系列關鍵技術，使該牌號碳纖維各項指標均達到了國際先進水平。

實驗室成員、中國科學院山西煤炭化學研究所高級工程師經德齊介紹，這一突破徹底打破了國外技術壟斷，實現了關鍵領域碳纖維國產化，保障了國家重大工程的自主可控。“實驗室自2005年起陸續取得T300、T700、T800級高性能碳纖維等成果，此次研發T1000級碳纖維又是一次新突破。”經德齊說。

近年來，實驗室緊扣國家需求，持續攻堅高端炭材料“卡脖子”技術，全力打造高端炭材料創新高地。

實驗室的多項技術成果已應用于航天等國家重大工程。以航天專用石墨密封材料為例，長期以來，我國該類材料依賴進口，存在“卡脖子”風險。為此，實驗室組建了專項攻關團隊對材料配方與成型工藝進行優化。經數年攻關，解決了密封件易磨損、易泄漏等關鍵難題。研發的材料兼具耐高溫、耐高壓、耐腐蝕特性，順利通過試車考核，相關產品應用于長征六號、長征七號等運載火箭發動機密封系統，為航天事業提供安全保障。

推動科研成果產業化

“科研成果的價值最終體現在產業化應用上。”炭材料山西省重點實驗室主任宋燕說。

近年來，實驗室深耕功能炭材料領域，聚焦能源存儲、高碳資源清潔利用等方向，積極推動科研成果轉化落地，充分彰顯“科研賦能產業”的核心價值。

鈉離子電池是未來新能源發展的重要方向，而硬炭作為其核心負極材料，其性能直接決定著電池的關鍵指標。長期以來，硬炭研究面臨瓶頸，實驗室團隊以煤基資源為前驅體，通過精準調控炭化參數、優化微觀結構，成功研發出高性能硬炭負極材料，各項指標均達到行業先進水平。實驗室成員、中國科學院山西煤炭化學研究所研究員蘇方遠介紹，該材料能讓鈉離子電池循環壽命突破2000次，比容量最高可達每克350毫安時，遠超行業平均水平，同時具備充放電效率高、穩定性強的優勢。目前，該材料已進入中試階段，未來有望應用于低速電動車、儲能電站等領域，為“雙碳”目標的實現提供有力支撐。

為打破我國電容炭長期依賴進口的局面，實驗室團隊攻克一系列關鍵技術難題，研發出性能先進的面向超級電容器應用的多孔炭，成本較進口同類產品降低40%，走出了一條從研發到產業化的完整路徑。“目前，實驗室已建成十噸級電容炭中試線，可穩定生產合格產品，且通過了行業科技成果評估，產品已在多家超級電容器企業開展試用。”蘇方遠介紹，目前，實驗室正與相關企業深度合作，推進千噸級生產線建設，推動技術規模化應用，打破國外市場壟斷，為我國超級電容產業發展提供堅實支撐。

實驗室主動對接山西碳基新材料產業需求，依托本地煤炭資源優勢，為企業提供技術咨詢、工藝優化、產品研發等全鏈條服務，助力企業實現規模化、高端化發展。其中，落地的聚丙烯腈碳纖維產業化項目、千噸級淀粉基電容炭生產線等，為山西碳基新材料千億級產業集群注入強勁動力，帶動相關產業發展，創造更多就業崗位。

展望未來，宋燕表示，實驗室將持續聚焦炭材料核心領域，圍繞五大重點方向深耕細作、協同攻關，研發更多高性能、高附加值產品。“我們將深化產學研協同創新，完善成果轉化平臺，努力打造原創技術‘策源地’、成果轉化‘加速器’，以炭材料創新助力山西能源轉型，為國家能源安全保障貢獻堅實力量。”宋燕說。