2026 中国大学生Chem-E-Car竞赛^®暨AIChE Chem-E-Car友谊赛^®在中国石油大学（北京）克拉玛依校区圆满落幕。本届赛事聚焦新工科人才培养，鼓励学生融合化学工程、材料、自动化、数据建模等多学科知识，自主设计、制作化学动力小车，比拼行驶稳定性、停车精准度与工程创新能力。大连理工大学、南京工业大学两支代表队凭借扎实的实验功底、创新化工方案与完善工程化优化，斩获赛事特等奖。两支队伍从“如何预测速度”与“如何精准控制时间”两个关键维度分别突破，现将两支队伍的设计方案和经验进行分享。

一、大连理工大学“凌距离”团队：

围绕“让小车跑得稳定、停得准确”这一核心目标，通过车速与电压的数据建模精准预测车速，依托线性光化学反应精准控制制动时长，匹配目标行驶距离。

（一）速度控制：建立车速与电压的预测模型

团队自研组装镁锰一次电池作为动力源，针对镁负极在电解液中易发生自腐蚀、放电电压波动、车速不稳定的痛点，添加十二烷基苯磺酸钠（SDBS）缓蚀剂抑制负极腐蚀，稳定输出电压。

在此基础上，团队对电极制备、浆料配制、电池组装、静置和放电条件进行了全流程标准化，并持续记录组装后开路电压及跑车过程中的工作电压，通过大量重复跑车实验，采集电池电压、运行时间和实际车速等数据，建立车速与电池工作电压之间的预测模型。赛前根据电池实际状态即可预判小车速度，并结合新实验结果不断校准模型。“实验―建模―预测―再实验”的闭环优化，使不同批次电池状态下的车速更加可预测，从根本上解决了“跑多快”的问题。

（二）时间控制：光化学体系精准定时停车

小车采用酒石酸铁和高锰酸钾的光化学反应作为定时控制器，蓝紫光照射后，酒石酸将Fe³⁺还原为Fe²⁺，生成的Fe²⁺进一步与高锰酸根发生氧化还原反应，使溶液由紫红色逐渐变为浅黄色。控制装置利用光敏元件实时检测反应体系透光状态的变化，当检测信号达到预设阈值时，集成控制电路驱动继电器断开，切断电机电源，使小车停止。

为实现对停车时间的精准调节，团队在光照强度、反应物用量、溶液体积和温度等条件保持一致的情况下，通过改变盐酸加入量调节体系酸度，并标定不同条件下从光照开始到继电器断开的响应时间。实验结果表明，盐酸加入量与控制响应时间具有良好的线性关系。

比赛时，团队首先根据目标距离和电池工作电压预测小车实际车速，再计算车辆到达终点所需的运行时间；随后利用上述时间―试剂量关系反推出盐酸加入量，使光化学体系的变色时间与车辆所需运行时间相匹配。由此形成“目标距离―车速预测―运行时间―试剂用量―光化学变色―继电器断电”的定量控制链条，将传统的经验调试转化为可计算、可标定、可重复的精准定时控制。

二、南京工业大学团队

南京工业大学团队依靠电池材料配方优化锁定恒定车速，搭载自动化进样装置消除人工误差，精准控制化学计时时长。

（一）速度控制：配方优化保障车速稳定

团队通过大量文献调研与实验比较，最终确定采用锌镍电池体系。该电池开路电压高达1.78-1.8V，放电电流密度可达10mA/cm²，完全满足小车电机的大电流放电需求，且放电电流平稳，可使小车匀速前进。

在正极片制备中，团队添加10%wt的CoOOH并引入多壁碳纳米管作为导电材料，显著提升了大电流放电能力。正极中大量NiOOH作为主要材料具有较大能量密度，使电池经放电后性能衰减极小，两次跑车速度基本不变。电解液采用6M KOH溶液并添加少量ZnO，确保电池放电时能提供大而平稳的电流。通过电池配方的系统优化，从根本上保障了车速的稳定性和可重复性。

（二）时间控制：碘钟反应与自动进料实现精准定时

团队采用经典的碘钟反应作为计时装置。通过反应动力学方程发现，调节VC浓度可线性改变反应时间。团队创新性地采用“粗调+精调”方法：调节VC浓度粗调反应时间，调节双氧水量精细调节，在现场可根据目标距离快速找到所需时间。

今年团队还创新性地使用了自动进料装置――通过蠕动泵将VC、淀粉和KI混合溶液精确吸取10ml至双氧水中启动碘钟反应。该装置不仅操作便捷，更消除了手动进料带来的液体体积偏差，使反应控制更加精准。

此外，两只队伍均在备赛阶段高度模拟比赛现场进行多次跑车，以确保每一个环节万无一失。正是这种精益求精的态度，让团队在赛场上从容不迫、稳定发挥。

Chem-E-Car 竞赛^®以一辆化工小车为载体，引导青年学生直面真实复杂工程问题，将课堂理论转化为创新实践成果，有力推动了学科融合。2026年年度竞赛中，大连理工大学、南京工业大学两支特等奖队伍，用不同的技术路线诠释了Chem-E-Car竞赛^®的核心精神：以化工原理为根基，以工程实践为导向，以创新思维为驱动。竞赛充分展现了当代化工学子扎实的专业功底、创新思维与团队协作能力，为全链条人才培养提供了实践路径。