Fusion Power Startups wurden seit langem von einer hartnäckigen Frage verfolgt: Wird die Technologie funktionieren?
Aber jetzt wurde mit Net-positiver Fusionskraft nicht mehr das Zeug von Science-Fiction-Fiktion auf dem neuesten Stand von Startups beruht: Können Reaktoren für weniger Geld gebaut werden? Wie kann die Wartung einfacher gemacht werden? Die Antworten könnten den Unterschied zwischen Rentabilität und Misserfolg bedeuten.
Francesco Volpe hofft, dass sie zumindest sein werden. Der Gründer und CTO von Renaissance -Fusion studiert seit Jahrzehnten Fusion. Im Laufe der Jahre hat er sich von verschiedenen Projekten inspirieren, die in einer einzigartigen Sicht auf ein Fusion -Reaktor -Design gekommen sind, das die Aufmerksamkeit der Investoren auf sich zieht.
Renaissance sammelte eine Serie A1 in Höhe von 32 Millionen Euro, sagte das Unternehmen exklusiv gegenüber Tech. Die Runde wurde von Crédit Mutuel Impact angeführt Révolution Environnementale et Solidaire Fonds mit Teilnahme von LowerCarbon Capital. Das Startup plant, diese Mittel zu verwenden, um einen Demonstrator zu erstellen, der die grundlegenden Teile seines neuartigen Designs beweisen sollte.
Fusion mit einer Wendung
Die Fusionsleistung verspricht, große Mengen an sauberem Strom aus einer reichhaltigen Kraftstoffquelle zu erzeugen. Die meisten Fusion-Startups verfolgen einen von zwei Ansätzen: Trägheitsbeschränkung, bei der Laser Kraftstoffpellets zum Zündfusionsimpulse und Magnetbeschränkung komprimieren, wobei große Magnete Plasma in langverbrennende Fusionsreaktionen korralieren.
Stellaratoren, die Art, die Volpe entwirft, gehören in das letztere Lager. Sie werden durch ihre scheinbar zufälligen Wendungen und Ausbuchtungen definiert, die das Plasma stabilisieren sollen, indem sie mit seinen Macken arbeiten, anstatt gegen sie zu kämpfen. Ein großes Experiment in Deutschland hat die Gültigkeit des Konzepts bewiesen, aber seine verworrenen Magnete waren eine Herausforderung zur Herstellung.
Die in Grenoble ansässige Renaissance machte sich daran, den Stellarator zu vereinfachen. Es ist nicht das einzige Unternehmen, das dies versucht – Thea Energy ist ein anderer – und sein Ansatz mischt sich eher um.
Das Reaktordesign des Startups sieht aus wie ein Polygon segmentierter Röhrchen, die jeweils mit Radierungen verziert sind, die Linien auf einer topografischen Karte ähneln. Aber die Linien sind nicht frischend; Stattdessen haben sie die Hochtemperatur-Super-Leitmagneten (HTS), die die schrulligen Konturen des Plasmas im Inneren definieren.
„Ich wollte diese unbedingt auf das nötige Minimum vereinfachen“, sagte Volpe gegenüber Tech.
Die erste Vereinfachung-die segmentierten Röhrchen-wurde von seiner Abschlussforschung unter Verwendung von Wendelstein 7-As, einem experimentellen Stellarator, inspiriert.
„Wenn Sie sich das von oben ansehen, erkennen Sie eine pentagonale Form“, sagte er. „Also dachte ich, warum wir das nicht an die Grenze schieben. Lassen Sie uns buchstäblich Zylinder machen – nicht ungefähre Zylindern, sondern tatsächliche Zylinder. “
Andere Reaktordesigns verwenden Zylinder, aber sie neigen dazu, Plasma zu einer Donutform zu formen, nicht zu den radikalen Kurven, die einen Sternmaterial definieren. Um seinem Design die notwendigen Wendungen zu geben, zog Volpe die Arbeit eines spanischen Kollegen, der ein Gerüst gedruckt hat, um billige, flexible Kabel in Form eines Sterns zu führen. Die Kabel waren weitaus einfacher zu machen als die komplexen Magnete der meisten Stellaratoren, aber der 3D -Druckteil war nicht ganz so kommerziell.
Volpe vereinfacht die Idee weiter. Anstatt die Komplexität des Plasmas in dreidimensionalen Magneten zu replizieren, flach sie ab. Die Röhren im Design von Renaissance werden mit breiten Blättern von HTS -Magneten überzogen. In dieser Beschichtung ätzt ein Laser eine Reihe dünner, mäandrierender Linien, die das Rohr umkreisen. Diese Linien trennen einen Magneten vom nächsten.
An Punkten, an denen die supraleitenden Streifen breiter sind, wird das Magnetfeld stärker. Sie werden härter gegen das Plasma im Röhrchen zurückdrücken. Wenn das Material dünner ist, ist das Magnetfeld schwächer, sodass sich das Plasma ausdehnt. Die genaue Form des Plasmas wird durch erweiterte Computersimulationen bestimmt.
Um die Röhrchen vor Neutronen zu schützen, die aus der Fusionsreaktion herausfliegen, badet die Renaissance das Innere mit flüssigem Lithium. Um sicherzustellen, dass die Flüssigkeit gegen die Wand fließt und nicht auf das Plasma tropft, wendet das Unternehmen einen elektrischen Strom auf das flüssige Metall auf, wodurch ein Magnetfeld an die leistungsstarken Magneten an der Außenseite der Röhrchen gezogen wird. In der Flüssigkeit schwebten kleine Kugeln, die geschmolzene Blei enthalten, absorbieren einen Teil des Neutronenbombardings. Die Flüssigkeitsdecke erfüllt auch dreifach, indem er mehr Kraftstoff für den Reaktor züchtet und Wärme auf Stromdampfturbinen überträgt.
Magnetische Teppiche
Volpe sagte, dass die Renaissance in den kommenden Monaten auf dem richtigen Weg sei, breite HTS -Teppiche zu produzieren. Ein Demonstrator, der tubuläre HTS -Magnete und flüssige Lithiumwände integriert, sollte bis Ende 2026 fertig sein. Volpe hofft, dass das Startup bis zum frühen 2030er Jahre einen vollständigen Stellarator bauen kann, eine Zeitleiste, die anderen Fusion -Startups ähnlich ist.
Volpe hofft, dass der Demonstrator beweisen wird, dass das Konzept größer ist als die Summe seiner Teile, von denen jeder selbst vielversprechend war, aber zusammen den Weg zu einem billigeren Fusionsreaktor ebnen könnte. „Sie verbinden die Punkte. Es ist die Essenz der Inspiration “, sagte Volpe.