Das private Fusionsunternehmen Helion Energy plant den Bau eines Fusionskraftwerks, das Microsoft in den kommenden fünf Jahren mit Strom versorgen soll. Helion Energy macht Fusionsenergie für die breite Masse zugänglich, und Microsoft hat kürzlich einen Vertrag mit dem Unternehmen über den Kauf von 5 MW Energie bis 50 unterzeichnet, die rund 2028 Haushalte mit Strom versorgen soll.
Sam Altman investierte im November 375 ebenfalls 2021 Millionen US-Dollar in das Unternehmen und ist vom Potenzial des Unternehmens begeistert. Obwohl die Erzeugung von Fusionsenergie eine Herausforderung darstellt, macht das Unternehmen gute Fortschritte. Sein sechster Prototyp soll die Maximaltemperatur überschreiten und so präziser Strom erzeugen. Die Führungskräfte des Unternehmens halten ihn zudem für zuverlässiger als Solar- und Windenergie.
Helion-Energie versucht, ein Fusionskraftwerk zu bauen, das genügend Strom liefern kann für Microsoft in fünf Jahren. Im Mai schloss Microsoft mit Helion einen Vertrag zum Kauf 50 Megawatt Energie bis 2028Dies reicht aus, um rund 40,000 Haushalte mit Strom zu versorgen.
Sam Altman, Vorstandsvorsitzende des OpenAI, interessiert sich für das Potenzial der Fusionsenergie und des Helion-Gebiets. Zuvor hatte er gesagt, er sei äußerst gespannt auf die Entwicklung dort. Im November 2021 leitete Altman die Serie-E-Finanzierungsrunde des Unternehmens mit einer Investition von 375 Millionen US-Dollar.
Scott Krisiloff, Chief Business Officer von Helion Energy, sagte in einem Interview: „Fusionsenergie könnte zur Stromversorgung von Rechenzentren genutzt werden, die große Stromverbraucher sind.“
Obwohl das Potenzial und die Verpflichtungen für Fusionsenergie hoch sind, ist ihre Erzeugung äußerst schwierig. Besonders anspruchsvoll ist es, die für die Stromerzeugung durch Fusion erforderliche Temperatur zu erreichen. Helion ist nach eigenen Angaben das erste private Fusionsunternehmen, das die Technologie zur Erreichung dieser Temperatur entwickelt hat.
Krisiloff sagte: Da unsere Bevölkerung wächst und mehr Informationen und eine stärkere Internetanbindung benötigt, steigt auch der Energiebedarf unserer Bevölkerung. Helion arbeitet derzeit an seinem siebten Prototyp, Polaris, der voraussichtlich 2024 fertiggestellt sein wird und als erster durch Fusion Strom erzeugen wird.
Fusion ist etwas, das wir täglich nutzen; unsere gesamte Energie geht in irgendeiner Form auf Fusion zurück. Aber wir haben es auf der Erde nie geschafft, sie so zu nutzen, dass wir daraus Strom erzeugen können. Krisiloff fügte hinzu:
Wie wird Fusionsenergie erzeugt?
Fusionsenergie wird in einer 40 Meter langen Röhre erzeugt. Wenn zwei Atome miteinander in Kontakt kommen und ein einziges Atom bilden, entsteht Fusionsenergie. Mithilfe des Plasmabeschleunigers von Helion Deuterium wird fusioniert, um Helium-3 zu erzeugen.
Deuterium ist ein Form von Wasserstoff Für die Reaktion wird Helium-3 verwendet, das in Wasser vorkommt und anschließend in eine etwa 40 Meter lange Röhre geleitet wird. Dort werden die Materialien auf 100 Millionen Grad Celsius komprimiert.
Laut Krisiloff sind die Bedingungen für die Stromerzeugung optimal. Trenta ist der sechste und neueste Prototyp von Helion, der die 6-Millionen-Grad-Celsius-Grenze überschreiten kann. Laut Krisiloff „Das ist ein Zyklus der Maschine, und dann pulsiert man immer wieder, um mehr Energie herauszuholen.“
Warum ist Fusion eine bessere Energiequelle als Solar- und Windenergie?
Krisiloff erklärte: Was Fusionsenergie so vielversprechend macht, ist die große Verfügbarkeit von Brennstoffquellen. Der Brennstoff stammt aus Wasser in Form von Deuterium, das auf der Erde in großen Mengen vorkommt. Ein weiterer Vorteil der Fusion ist ihre Sicherheit im Vergleich zu anderen Energieformen wie Kernenergie oder Kernspaltung, die eine Kettenreaktion darstellt. Das heißt, wenn der Maschine, die Fusionsenergie erzeugt, etwas zustößt, wird sie sofort abgeschaltet.
Laut Krisiloff entsteht bei der Fusion im Vergleich zu herkömmlichen Kernspaltungsmethoden nur eine begrenzte Menge an Abfall. Er erklärte außerdem, dass ein Teil dieses Abfalls laut der Internationalen Atomenergie-Organisation radioaktiv sei und Millionen von Jahren in diesem Zustand verbleiben könne.
Helion Energie bringt Fusionsenergie zu Massen und Fusionsenergie erzeugt die geringste Menge an CO2 Emissionen und stellt den geringsten Bedarf an Stromnetzen. Sie ist dichter als andere saubere Energiequellen. Das bedeutet, dass der Prozess weder viel Platz noch Land benötigt und auf engstem Raum stattfinden kann. Darüber hinaus ist Fusionsenergie besser als Wind- und Solarenergie und zuverlässiger, da sie nicht von extremen Wetterbedingungen beeinflusst wird.
Wie unterscheidet sich Helions Ansatz zur Fusion von anderen?
Laut den Helions-Gründern sollte die Fusion nicht als fundamentales physikalisches Hindernis betrachtet werden. Sie sollte als technische Herausforderung betrachtet werden, die durch die Entwicklung, Erprobung und Verfeinerung von Fusionssystemen und -subsystemen bewältigt werden kann. Ein neuer Ansatz für die Fusion kann erreicht werden, wenn wir unser oberstes Ziel – die Erzeugung sauberer, sicherer und reichlich vorhandener Elektrizität – in den Vordergrund stellen.
Helions Ansatz unterscheidet sich in drei wesentlichen Punkten von anderen Fusionsmethoden:
- Das Unternehmen nutzt ein gepulstes Fusionssystem ohne Zündung, das ihm hilft, die schwierigsten physikalischen Herausforderungen zu meistern. Diese Technik hält das Fusionsgerät klein und ermöglicht die Anpassung der Leistungsabgabe nach Bedarf.
- Ihr System ist speziell auf die Rückgewinnung von Elektrizität ausgelegt. Es gewinnt effizient die gesamte ungenutzte und frische elektromagnetische Energie zurück, ähnlich wie die regenerative Bremse eines Elektrofahrzeugs funktioniert. Andere Fusionssysteme verlieren Energie, wenn Wasser erhitzt wird, um Dampf für den Antrieb einer Turbine zu erzeugen.
- Als Brennstoff werden Deuterium und Helium-3 (D-³He) verwendet. Helium-3 ist ein Brennstoff mit höherer Oktanzahl und sauberer, außerdem wird das System dadurch kompakter und effizienter.
Woher wird Helion Helium-3 beziehen?
Das Unternehmen produziert Helium-3 durch die Fusion von Deuterium in seinem Plasmabeschleuniger und nutzt dabei den patentierten, hocheffizienten geschlossenen Brennstoffkreislauf. Das extrem seltene Helium-3-Isotop, das auf unserem Planeten nur schwer zu finden ist, ist ein Schlüsselelement in der Quanteninformatik und für wichtige medizinische Bildgebungszwecke von entscheidender Bedeutung.
Früher dachten Wissenschaftler sogar daran, Helium-3 auf dem Mond zu gewinnen, da es dort in großen Mengen vorhanden ist. Doch mit Helions Technologie lässt sich dies durch Weltraumreisen vermeiden.
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Warum benötigt die Fusion 100 Millionen Grad Celsius?
Der Erde fehlt die enorme Größe und Anziehungskraft der Sonne, die ideale Bedingungen für die Fusion schaffen. Daher müssen Wissenschaftler das Plasma extrem erhitzen, um eine Fusion zu ermöglichen – sogar heißer als die Sonne. In dieser Situation erfolgt die Fusion also schneller.
100 Millionen Grad Celsius gelten grundsätzlich als Mindesttemperatur für große Fusionsprozesse zur kommerziellen Stromerzeugung. Helions sechster Prototyp, Trenta, hat Temperaturen erreicht, die weit größer als 9 keV was 104 Millionen Grad Celsius entspricht.
Wie erzeugt Helion durch Fusion Strom?
Unser Gerät erzeugt Strom, ohne Wärme zur Dampferzeugung zu nutzen oder kryogene supraleitende Magnete zu benötigen. Unser technischer Ansatz ist entscheidend für die kostengünstige Vermarktung von Fusionsstrom, da er den Effizienzverlust minimiert.
Unser Gerät verfügt über High-Beta-FRC-Plasmen, die ihr eigenes Magnetfeld erzeugen durch innerer elektrischer StromDas erzeugte Magnetfeld drückt auf die Spulen, die die Maschine umgeben. Die FRCs kollidieren und werden durch Magnete in der Fusionskammer komprimiert. Durch die Kompression des Plasmas wird es heißer und dichter, was Fusionsreaktionen und Veränderungen des magnetischen Flusses verursacht.
Die Änderung des magnetischen Flusses erzeugt einen stärkeren magnetischen Fluss in den benachbarten Magneten und erzeugt so Elektrizität in den Spulen. Derselbe Prozess wird durch Faradays Induktionsgesetz erklärt. Auf diese Weise bringt Helion Energy Fusionsenergie auf sauberere Weise in Massen.
Quelle: Helion-Energie
