南昌职业大学“悟空碳路”团队:青春助力新能源产业高质量发展
近年来,南昌职业大学“悟空碳路”团队以解决行业痛点为己任,深耕碳黑材料领域创新研发,历经两年多攻坚克难,突破多项“卡脖子”技术瓶颈,成功实现谱系化碳黑产品产业化落地,用青年学子的闯劲与韧劲,书写了从校园实验室到产业应用的创新答卷,为我国新能源产业高质量发展注入青春动能。

“我国作为碳黑进出口大国,每年进口中高端碳黑超27万吨,成本高出国产近300%,且核心技术被国外企业垄断。”团队负责人程佳怡回忆道,正是看到国内产业的被动局面,以及新能源汽车产业对高性能碳黑的迫切需求,2023年5月,团队在查阅260余件专利、300多篇中英文文献后,毅然踏上了碳黑技术攻关之路。为精准对接市场需求,团队成员跟随导师先后走访佳通轮胎、远东电缆等企业,深入生产一线与行业专家交流,在轮胎车间、电缆生产流水线记录关键数据,累计完成100余篇行业研报分析,最终锁定“分散工艺不稳定、成本与环保压力双高、粒径分布控制精度不足”三大核心痛点。
面对技术难关,团队成员跨专业协作、日夜攻坚。材料成型及控制专业学生林海清带领技术小组反复调试实验参数,在实验室度过无数个不眠之夜,最终首创CHS理论模型,精准平衡碳黑高结构与低生热特性,使橡胶用碳黑磨耗性能提升26%、生热性能优化11%;为解决高分散难题,团队建立CPD颗粒分布模型,通过优化颗粒配比,在填充聚乙烯基底材料时具有更优的分散性,分散度提升近10%,导电性提升显著,重构了其导电网络,使得体积电阻率数个数量级的跨越式下降,为新能源汽车续航提升提供关键支撑。研发过程中,团队还得到远东电缆有限公司技术总监田崇军博士、佳通轮胎中国研发中心技术经理蔡莹莹正高级工程师等业内专家的指导,多次与行业大咖思维碰撞,不断完善技术方案。
如今,团队形成的技术成果应用领域可以覆盖橡胶用、塑料用、电池用三大类碳黑产品体系,满足低生热高耐磨、高分散高结构、超导电超续航等系列产品的性能提升需求,广泛应用于轮胎制造、电缆生产、新能源汽车零部件及动力电池等领域。团队学生作者近二年来在《炭素技术》《应用激光》等北大核心、CSCD期刊发表论文4篇,申请国家发明和实用新型等专利5项(含2项发明专利),电池行业、碳材料领域权威期刊主编给予高度评价,认为“研究兼顾实用性和创新性,技术学术水平高,自成体系”。《高分散炭黑平衡结构模型对聚丙烯导电性能的影响》论文获得2025年“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛自然科学类江西省省奖,同时团队负责人程佳怡作为核心成员的相关技术研究已获2025年度江西省教育厅科学技术研究项目立项。
秉持“产学研用”协同理念,南昌职业大学的这支团队通过“校企合作自建工厂”模式实现技术转化,在提升产品性能的同时实现能源低碳利用。目前,产品初步与远东电缆等企业达成合作意向。更值得一提的是,悟空团队凭借技术优势受邀参编《导电炭黑制备工艺规范》《特种炭黑》等8项团体标准,参加碳黑行业相关技术论坛,从技术追随者成长为行业规则参与者。
“守护地球、打破桎梏,让中高端碳黑不再依赖进口,这是我们的初心。”程佳怡表示,团队研发的碳黑产品技术不仅能助力新能源汽车降低能耗、减少静电安全隐患,生产过程还能实现低碳化转型,间接推动碳排放减少。同时,团队构建的技术转化路径及分层定价、精准营销的市场策略,为高校科创成果产业化提供了可借鉴的范本。
“悟空碳路”团队当下与大连理工大学未来技术学院相关团队开展合作,充分利用大模型技术,以AI训碳力,整合碳黑本征关键物性参数,进一步完善平衡结构设计理论模型,实现了多维度的协同调控。未来,团队将持续深耕碳黑材料迭代升级,拓展新能源电池等应用领域,紧跟国家新能源发展战略,以更前沿的技术、更优质的产品,为我国“双碳”目标实现、新能源产业自主可控添砖加瓦,在推动新能源高质量发展、共建清洁美丽世界的道路上持续贡献青春力量。

















