東京科學大學透過利用非平衡電漿將一氧化碳予以活性化並使其作用於鐵觸媒，大量且連續合成了具有高電氣傳導性的碳黑。利用此方法合成的碳材料具有高導電性，可望利用於電化學裝置之電極材料用途。
東京科學大學在過去的碳黑合成研究中，發現若一氧化碳被振動激發(Vibrational Excitation)會促進與構成觸媒之晶格氧(存在於結晶構造之原子排列間隙中的氧離子)的反應。這次的開發即利用了此項研究發現。透過電漿觸媒反應合成的碳黑合成溫度約為600℃，但具有比爐黑(利用碳氫化合物的部分燃燒，以1,000℃以上高溫熱處理合成的碳黑材料)更高的石墨結晶度，展現了高導電性。
研究團隊根據熱平衡計算，製作了碳、氧、氫、鐵、鎂的相圖(Phase Diagram)，並就易於生成碳黑的條件進行了調查。實際在各種條件下嘗試碳黑合成的結果，無論觸媒溫度過高或過低都無法生成碳黑，且在600℃左右(使用電漿、添加氫氣)達到了最高的碳黑產收率。
研究團隊推估當施加電漿後，激發的氣體分子將一部分鐵氧化物還原為鐵，形成活性位點，進而有助於在有利於平衡的低溫區域生成碳黑。意即電漿的作用並非激發一氧化碳(CO)，直接破壞C≡O鍵，而是在低溫下將鐵氧化物部分還原。此外，在添加少量氫氣(相對於CO約10%)並施加電漿後，CO轉換率最大提高了約6倍。
由於碳黑的密度比觸媒粒子小了約兩位數而較輕，因此在合成過程中不會滯留在反應器底部的流體化床部位，在約11小時的連續合成過程中，電漿的各種特性、CO消耗率、觸媒活性幾乎未有變化。在600℃時，不會產生碳黑燒結在反應器壁上等問題，因此可以連續運作。
此外，透過熱反應合成的碳黑具有纖維狀結構，但當施加電漿後會選擇性地生成彎曲成線圈形狀的碳黑。觀察線圈狀碳黑的拉曼散射光譜後，可以清楚地觀察到顯示石墨結構的G帶峰，且可確認出現顯示石墨層狀結構的2D帶峰。另在與高導電性石墨(爐黑)之碳黑拉曼散射光譜比較中，可知爐黑的石墨結晶度低於使用電漿觸媒合成的石墨結晶度。
除了有助於機能性碳材料合成之外，新方法的另一項特徵在於可做為二氧化碳排放量較少的低碳製造技術。透過電漿的非熱作用不僅可以促進化學反應，電漿產生的熱能亦可有效利用，實現碳黑合成製程的完全電化。若以低碳電源(再生能源)提供電力，推估與一般爐黑合成技術相比，二氧化碳排放量可減少至過去的10分之1。
合成的碳材料可利用於燃料電池、蓄電池等在低碳技術方面具有前景之電化學裝置的電極材料。此外，除了將二氧化碳做為碳資源予以循環利用之外，合成的碳材料亦可望在開拓碳黑新需求方面發揮重要作用。