Son zamanlarda ABD'li fotonik deviTutarlıve Japon Faraday 1867 Holdings, üretimini büyütmek amacıyla bir Niyet Mektubu (LOI) imzaladı.yüksek sıcaklıkta süper iletken(HTS) bantları, füzyon reaktörlerinin büyük ölçekli kurulumunda yaygın kullanıma yönelik ve aynı zamanda yeşil enerji geçişini yönlendirmeye yardımcı olacak. Coherent'in excimer lazerleri bu işbirliğinde daha geniş uygulamalar vaat ediyor.
Son on yılda hızla gelişen karbonsuz enerji beklentisi, tokamak cihazlarında ilerlemelere yol açarken aynı zamanda yüksek sıcaklıkta süper iletken manyetik bantlara olan talebin artmasına da yol açtı. Ultra güçlü elektromıknatısların imalatında önemli bir teknoloji olan yüksek sıcaklıkta süper iletken manyetik bantlar, plazmayı sınırlandırmak ve kontrol etmek için manyetik sınırlamalı füzyon reaktörlerinde birincil uygulama alanına sahiptir. Özellikle, Faraday 1867 Holdings'in Japon yan kuruluşu olan Faraday Factory Japan LLC, yüksek sıcaklık süper iletken (HTS) manyetik bantlarda dünyanın lider üreticisi olarak ortaya çıkmıştır.
Coherent'in endüstri standardı darbeli lazer biriktirme ürünü olan LEAP excimer lazeri, yüksek sıcaklıkta süper iletken bantların üretim sürecine büyük bir ivme kazandırdı.
İngiliz füzyon girişimi Tokamak Energy'ye göre, manyetik alanlar yüklü plazmayı tokamak cihazında hapsediyor ve kontrol ediyor. Bu güçlü manyetik alanlar, plazmanın 100 milyon santigrat derecenin üzerindeki sıcaklıklara kadar ısınmasına olanak tanıyor; bu, füzyonun ticari açıdan geçerli bir enerji kaynağı haline gelmesi için gereken eşik. Bundan sonra, küresel tokamaktaki güçlü mıknatıslar daha kompakt bir hapsetme sağlar, plazma yoğunluğunu ve gücünü artırırken pahalı sıvı helyum soğutma ihtiyacını ortadan kaldırır.
Plazmayı çevreleyen bir dizi elektromıknatıs bobininin etrafından yüksek akımlar geçirilerek güçlü manyetik alanlar oluşturulabilir. Mıknatıslar, Tokamak Enerji'nin "çığır açan" yüksek sıcaklık süper iletken manyetik bant olarak adlandırdığı şeyle sarılıyor.
Fonksiyonel Kaplamaların Kullanımı
Faraday 1867 Holdings'in bir yan kuruluşu olan Faraday Factory Japan LLC, 2012'den bu yana yüksek sıcaklıkta süper iletken bantlar üretiyor. Yukarıda belirtilen niyet mektubu, Japon fabrikasının HTS bantlara yönelik küresel talebi karşılama stratejisine atıfta bulunuyor ve Coherent, bu tür bir talebin olduğunu söylüyor. Bantların şimdi ile 2027 arasında on kat artması bekleniyor.
Japon şirket, bu tür bantları yapmak için çeşitli üretim adımları gerektiren iyon ışın destekli biriktirme (IBAD), darbeli lazer biriktirme (PLD), gümüş magnetron püskürtme ve bakır elektrokimyasal kaplama kullanıyor. Bunlardan excimer bazlı darbeli lazer biriktirme (PLD), çok katmanlı HTS bantlar için gereken niteliklere sahip nadir toprak baryum bakır oksit (REBCO) filmleri oluşturmak için kanıtlanmış tek seri üretim yöntemidir.
Faraday Plant web sitesinde şöyle açıklıyor: Darbeli lazer biriktirme (PLD), yüksek kaliteli fonksiyonel kaplamalar üretmek için güçlü bir araçtır." HTS bileşikleri karmaşık oksit malzemelerdir ve PLD yöntemi, sıkı bir şekilde kontrol edilen bileşim, kalınlık ve mikro yapıya sahip yüksek sıcaklıkta süper iletken katmanların üretilmesinde önemli bir rol oynar."
Coherent ile imzalanan niyet mektubunun, şirketin "LEAP" lazerini kullanarak yüksek sıcaklıkta süper iletken üretim yeteneklerini artırmaya yönelik bir stratejinin ana hatlarını çizdiği söyleniyor.
Coherent'in LEAP excimer lazerleri, HTS bantlarının üretiminde kullanılan programlanabilir mantık cihazları için endüstri standardıdır" dedi Coherent. "LEAP lazerleri, yayan Argon Florür (ArF), Kripton Florür (KrF) ve Ksenon Klorür (XeCl) kaynaklarına dayalıdır" sırasıyla 193 nm, 248 nm ve 308 nm'de ve 300 W'a kadar çıkış gücü sağlıyor. Organik LED ve MicroLED ekranların üretimi için lazer kaldırıcılar gibi bir dizi endüstriyel uygulamada halihazırda kullanılıyorlar.
Füzyonun Ötesinde
Coherent'in Excimer Lazer İş Birimi Kıdemli Başkan Yardımcısı Kai Schmidt şunları söyledi: "Füzyon enerji yarışına dahil olan ülkelerin, yılda binlerce kilometre büyüyen yüksek sıcaklıklı süper iletken bantların tedarik zincirini hızlandırmak için çok çalıştıklarını biliyoruz. Füzyon teknolojisinin hızlı bir şekilde ilerlemesini sağlamak için."
Faraday'ın Japonya tesisinin temsilci müdürü Sergey Lee ise şunları ekledi: "Faraday 1867 ile on yılı aşkın bir süredir çalışıyoruz ve lazerlerimiz, HTS bant üretiminin hızlanma aşamasında önemli bir rol oynamaya istekli. . HTS bantlarının uygulama alanları füzyon reaktörleriyle sınırlı değildir- -Kayıpsız enerji aktarımı, sıfır karbonlu havacılık ve konteyner gemileri, helyumsuz NMR sistemleri, gelişmiş uzay aracı tahrik sistemleri ve daha fazlasını içerir. Bu uygulamalar bizi yönlendiriyor HTS bant pazarındaki yıllık çift haneli büyüme, dolayısıyla HTS bant üretim yeteneklerine yatırım yapmanın aciliyeti açıktır."
HTS bandı, tokamaklar gibi manyetik sınırlamalı füzyon reaktörlerinin gerçekleştirilmesinde anahtar teknolojilerden biridir. Tokamak tasarımları önceki teknolojilere göre daha basit, daha kompakt ve çalıştırılması daha ucuzdur. HTS bantlar onlarca Kelvin aralığındaki sıcaklıklarda çalışarak sürdürülemez sıvı helyum teknolojisine dayalı pahalı soğutma sistemlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Manyetik sınırlamalı füzyon reaktörlerinin sonuçta yüzde 10'dan fazla net kazançla gigawatt'larca karbon içermeyen elektrik üretebilmesi ve dolayısıyla yeşil enerjiye küresel geçişte önemli bir rol oynayabilmesi bekleniyor.
