Terwijl de race om controleerbare kernfusie op de markt te brengen de fase van ‘bewezen winstgevende’ ingaat, kondigde de Amerikaanse startup Realta Fusion aan dat het in een experiment op 19 juni met succes een gloeilamp heeft aangestoken met behulp van elektriciteit die rechtstreeks uit de fusiereactie is verkregen. Het is van mening dat dit de eerste keer is dat een particulier bedrijf dergelijke resultaten publiekelijk heeft gedemonstreerd. “We kunnen elektriciteit uit plasma halen”, vertelde mede-oprichter en CEO van het bedrijf, Kieran Furlong, aan TechCrunch, eraan toevoegend dat deze mijlpaal laat zien “wat er in de toekomst mogelijk zou kunnen zijn.”
In het voorgaande jaar, 2022, hebben wetenschappelijke onderzoeksinstellingen door middel van baanbrekende experimenten bewezen dat controleerbare kernfusiereacties ‘energiewinst’ kunnen opleveren, dat wil zeggen dat de output-energie groter is dan de input-energie, waardoor fusie van theorie naar experimentele realiteit gaat. Maar op commercieel niveau is de echte vraag verschoven van "kan het gedaan worden?" tot "kan het stabiel en goedkoop genoeg elektriciteit opwekken?" Omdat allerlei soorten fusiestartups nu moeten bewijzen dat hun reactoren economisch levensvatbaar zijn.
Volgens het traditionele concept is een van de manieren om de energieopwekkingscapaciteit van fusiecentrales te verbeteren het eenvoudigweg verhogen van de plasmatemperatuur, het aandrijven van meer stoom door hogere hitte en het aandrijven van grotere stoomturbines om elektriciteit op te wekken. De route die Realta volgt, is om elektriciteit rechtstreeks uit de fusiereactie zelf te oogsten, waarbij een deel van de thermisch-mechanische conversieverbinding wordt omzeild. Theoretisch wordt verwacht dat deze oplossing de algehele energie-efficiëntie aanzienlijk zal verbeteren.
Furlong schat dat het directe energieconversieproces dat Realta gebruikt ongeveer 90% efficiënt is, wat betekent dat ongeveer 90% van de potentiële energie kan worden omgezet in elektriciteit voor de reactor zelf of voor externe output. Ter vergelijking: de huidige thermo-elektrische conversie-efficiëntie van stoomturbines in veel kernsplijtingscentrales bedraagt ongeveer 33%, en een grote hoeveelheid energie wordt "verspild" aan warmtegeleiding en mechanische verliezen. Als directe conversie op grote schaal kan worden geïmplementeerd, zal dit daarom een belangrijke ondersteuning vormen voor de economie van fusiecentrales.
Het experiment werd door Realta voltooid met zijn demonstratieapparaat WHAM, dat is ontworpen om de technologieroute van het bedrijf met "magnetische spiegelfusie" te demonstreren. In het experiment testte Realta energieterugwinning voor een deuterium-tritiumbrandstofconfiguratie die het wil gebruiken in commerciële reactoren, waarbij ongeveer 20 procent van de energie van een fusiereactie vrijkomt in de vorm van geladen heliumkernen (alfadeeltjes). Realta installeerde een prototype van een stroomomvormer aan het uiteinde van het reactieapparaat en verzamelde met succes multi-ampère, ongeveer 100 volt stroom uit deze "alfa-energie", wat voldoende was om verschillende gloeilampen te laten branden, waarmee een "closed-loop demonstratie" werd voltooid. van plasma tot daadwerkelijk elektriciteitsverbruik.
In grootschalige commerciële elektriciteitscentrales is Realta van plan het apparaat voor directe energieconversie voornamelijk te gebruiken om energie te leveren voor plasmaverwarming in de reactor, waardoor de behoefte aan externe stroomvoorziening wordt verminderd en "recycling" van elektriciteit wordt bereikt. Furlong schat dat dit 'power loop'-mechanisme, gebaseerd op directe energieconversie, naar verwachting de totale output van commerciële elektriciteitscentrales met 20% tot 30% zal verhogen als geheel, wat gelijk staat aan het verschaffen van een voortdurend 'versnellend' krachtvliegwiel voor fusiecentrales.
Realta is niet het enige fusiebedrijf dat inzet op directe energieconversie, maar het lijkt wel het eerste particuliere bedrijf te zijn dat deze mogelijkheid publiekelijk heeft gedemonstreerd. Fusiebedrijf Helion, gesteund door Sam Altman, beschouwt directe energieconversie ook als een van zijn kerntechnologieën, maar moet nog resultaten aantonen in openbare experimenten. Furlong wijst erop dat de mogelijkheid om elektriciteit rechtstreeks uit fusiereacties te verzamelen "de algehele economie van de reactor enorm zal helpen" en naar verwachting een sleutelfactor zal zijn bij het bepalen welke fusieroutes als eerste op de markt zullen worden gebracht.
Op kapitaalniveau voltooide Realta al in 2025 een Series A-financieringsronde van $ 36 miljoen onder leiding van Future Ventures om de ontwikkeling en verificatie van zijn "fusiereactor in een fles" -oplossing te bevorderen. Furlong zei dat het bedrijf zich momenteel voorbereidt op een nieuwe financieringsronde en hoopt de voortgang van de technische verificatie en de bouw van prototypen van elektriciteitscentrales te versnellen en tegelijkertijd de technologische mijlpalen te consolideren.
Industrieanalisten zijn van mening dat naarmate steeds meer start-ups overgaan van het ‘aansteken van een gloeilamp’ naar ‘het besturen van een eenheid of zelfs een elektriciteitscentrale’, de focus van de concurrentie om fusie-energie geleidelijk zal verschuiven van puur technologische doorbraken naar kosten, betrouwbaarheid, regelgeving en de constructie van de toeleveringsketen. Hoewel het experiment van Realta beperkt van omvang is, is het de eerste keer dat een particulier bedrijf publiekelijk heeft aangetoond dat het in staat is elektriciteit rechtstreeks uit fusieplasma te halen. Het wordt nog steeds beschouwd als een symbolisch knooppunt op de weg naar de commercialisering van fusie.