Nedavno ameriški fotonski velikanKoherentnoin japonski Faraday 1867 Holdings sta podpisala pismo o nameri (LOI) s ciljem povečati proizvodnjovisokotemperaturna superprevodnost(HTS) trakovi za široko uporabo pri obsežni postavitvi fuzijskih reaktorjev, pa tudi za pomoč pri prehodu na zeleno energijo. Coherentovi excimer laserji leta To sodelovanje obljublja širšo uporabo.
V zadnjem desetletju je hitro razvijajoča se možnost energije brez ogljika pripeljala do napredka naprav za tokamak, hkrati pa je povečala povpraševanje po visokotemperaturnih superprevodnih magnetnih trakovih. Visokotemperaturni superprevodni magnetni trakovi, ki so ključna tehnologija pri izdelavi ultra močnih elektromagnetov, se primarno uporabljajo v fuzijskih reaktorjih z magnetno konfinacijo za omejevanje in nadzor plazme. Predvsem Faraday Factory Japan LLC, japonska podružnica Faraday 1867 Holdings, je postala vodilni svetovni proizvajalec visokotemperaturnih superprevodnih (HTS) magnetnih trakov.
Coherentov LEAP excimer laser, industrijski standardni izdelek za impulzno lasersko nanašanje, je močno spodbudil proizvodni proces visokotemperaturnih superprevodnih trakov.
Magnetna polja delujejo tako, da omejujejo in nadzorujejo nabito plazmo v napravi tokamak, poroča Tokamak Energy, britanski zagon fuzije. Ta močna magnetna polja omogočajo, da se plazma segreje na temperature nad 100 milijonov stopinj Celzija – prag, ki je potreben, da fuzija postane komercialno uspešen vir energije. Nato močni magneti v sferičnem tokamaku omogočajo bolj kompaktno zaprtje, povečajo gostoto in moč plazme, hkrati pa se izognejo dragi potrebi po hlajenju s tekočim helijem.
Močna magnetna polja se lahko ustvarijo s prehajanjem visokih tokov okoli niza elektromagnetnih tuljav, ki obdajajo plazmo. Magneti so naviti s tem, kar Tokamak Energy imenuje "prelomni" visokotemperaturni superprevodni magnetni trak.
Ravnanje s funkcionalnimi premazi
Faraday Factory Japan LLC, hčerinska družba Faraday 1867 Holdings, proizvaja visokotemperaturne superprevodne trakove od leta 2012. Omenjeno pismo o nameri se nanaša na strategijo japonske tovarne, da zadovolji globalno povpraševanje po HTS trakovih, Coherent pa pravi, da je povpraševanje po takšnih trakov naj bi se od zdaj do leta 2027 desetkrat povečalo.
Japonsko podjetje uporablja nanašanje s pomočjo ionskega žarka (IBAD), pulzno lasersko nanašanje (PLD), razprševanje s srebrnim magnetronom in elektrokemično prevleko z bakrom, ki za izdelavo takih trakov zahtevajo več proizvodnih korakov. Od teh je pulzno lasersko nanašanje (PLD) na osnovi ekscimerja edina dokazana metoda množične proizvodnje za ustvarjanje filmov iz redkih zemeljskih barijevega bakrovega oksida (REBCO) z lastnostmi, potrebnimi za večplastne trakove HTS.
Pulzno lasersko nanašanje (PLD) je močno orodje za izdelavo visokokakovostnih funkcionalnih premazov,« Faraday Plant opisuje na svoji spletni strani. Postopek nanašanja ustvari niz laserskih žarkov, ki zadenejo tarčo na kovinskem traku z vmesno plastjo na visoki ravni. temperature. HTS spojine so kompleksni oksidni materiali in metoda PLD igra pomembno vlogo pri izdelavi visokotemperaturnih superprevodnih plasti s strogo nadzorovano sestavo, debelino in mikrostrukturo."
Pismo o nameri, podpisano s Coherentom, naj bi opisalo strategijo za povečanje zmogljivosti izdelave visokotemperaturnih superprevodnikov z uporabo laserja podjetja "LEAP".
Coherentovi laserji LEAP excimer so industrijski standard za programabilne logične naprave za uporabo pri izdelavi trakov HTS,« je dejal Coherent. pri 193 nm, 248 nm oziroma 308 nm in zagotavljajo izhodno moč do 300 W. Uporabljajo se že v številnih industrijskih aplikacijah, kot so laserski dvigalniki za proizvodnjo organskih zaslonov LED in MicroLED.
Onkraj fuzije
Kai Schmidt, višji podpredsednik Coherentove poslovne enote Excimer Laser, je dejal: "Vemo, da se države, ki sodelujejo v tekmi za fuzijsko energijo, močno trudijo pospešiti dobavno verigo visokotemperaturnih superprevodnih trakov, ki rastejo na tisoče kilometrov na leto, v da bi fuzijska tehnologija nadaljevala s hitrim tempom."
Sergey Lee, direktor japonske tovarne Faraday, pa je dodal: »S Faradayem 1867 delamo že več kot desetletje in naši laserji si želijo igrati pomembno vlogo v začetni fazi proizvodnje trakov HTS. Področja uporabe trakov HTS niso omejena na fuzijske reaktorje- -Vključujejo prenos energije brez izgub, letalske in kontejnerske ladje brez ogljika, sisteme NMR brez helija, napredne pogonske sisteme vesoljskih plovil in še več. Te aplikacije so vodilne dvomestna letna rast na trgu trakov HTS, zato je nujnost vlaganja v proizvodne zmogljivosti trakov HTS jasna."
HTS trak je ena ključnih tehnologij za uresničitev fuzijskih reaktorjev z magnetno zaporo, kot so tokamaki. Zasnove tokamaka so enostavnejše, kompaktnejše in cenejše za uporabo kot prejšnje tehnologije. Trakovi HTS lahko delujejo pri temperaturah v razponu deset kelvinov, kar odpravlja potrebo po dragih hladilnih sistemih, ki temeljijo na netrajnostni tehnologiji tekočega helija. Pričakuje se, da bodo fuzijski reaktorji z magnetno zadrževanjem končno lahko proizvedli gigavate brezogljične električne energije z več kot 10-odstotnim neto dobičkom in tako lahko igrajo pomembno vlogo pri globalnem prehodu na zeleno energijo.
