Sammenhængende tegn-partnerskab for at forstyrre højtemperatur-superledende tapefremstilling med LEAP-lasere

For nylig underskrev den amerikanske fotonikgigant Coherent og Japans Faraday 1867 Holdings en hensigtserklæring (LOI) med det formål at opskalere fremstillingen af ​​højtemperatur-superledende (HTS)-bånd til bredskala-udrulning i fusionsreaktorer, samt at hjælpe drive den grønne energiomstilling.Coherents excimer-lasere i Dette samarbejde lover bredere anvendelse.
I det sidste årti har den hurtigt udviklende udsigt til kulfri energi ført til fremskridt inden for tokamak-enheder, samtidig med at det har drevet øget efterspørgsel efter højtemperatur-superledende magnetbånd. Højtemperatur superledende magnetbånd, en nøgleteknologi i fremstillingen af ​​ultrastærke elektromagneter, har deres primære anvendelse i magnetiske indeslutningsfusionsreaktorer til at indeslutte og kontrollere plasma. Navnlig er Faraday Factory Japan LLC, et japansk datterselskab af Faraday 1867 Holdings, fremstået som verdens førende producent af højtemperatur superledende (HTS) magnetbånd.
Coherents LEAP excimer-laser, et industristandard pulserende laseraflejringsprodukt, har givet et stort løft til fremstillingsprocessen af ​​superledende højtemperaturbånd.
Magnetiske felter virker til at begrænse og kontrollere ladet plasma i en tokamak-enhed, ifølge Tokamak Energy, en britisk fusionsstartup. Disse stærke magnetfelter gør det muligt for plasmaet at varme op til temperaturer over 100 millioner grader Celsius - den tærskel, der er nødvendig for, at fusion kan blive en kommercielt levedygtig energikilde. Derefter giver de kraftige magneter i en sfærisk tokamak mulighed for mere kompakt indeslutning, hvilket øger plasmadensiteten og kraften, samtidig med at man undgår det dyre behov for flydende heliumkøling.
Kraftige magnetfelter kan genereres ved at sende høje strømme rundt om en række elektromagnetspoler, der omgiver plasmaet. Magneterne er viklet med, hvad Tokamak Energy kalder "gennembrud" højtemperatur superledende magnetbånd.
Behandling af funktionelle belægninger
Faraday Factory Japan LLC, et datterselskab af Faraday 1867 Holdings, har produceret højtemperatur superledende magnetbånd siden 2012. Den førnævnte hensigtserklæring henviser til den japanske fabriks strategi for at imødekomme den globale efterspørgsel efter HTS-bånd, og Coherent siger, at efterspørgslen for sådanne bånd forventes at blive tidoblet mellem nu og 2027.
Det japanske firma bruger ionstråleassisteret aflejring (IBAD), pulseret laseraflejring (PLD), sølvmagnetronforstøvning og elektrokemisk kobberbelægning, som kræver flere fremstillingstrin for at fremstille sådanne bånd. Af disse er excimer-baseret pulseret laseraflejring (PLD) den eneste gennemprøvede masseproduktionsmetode til at skabe sjældne jordarters bariumkobberoxid (REBCO) film med de kvaliteter, der kræves til flerlags HTS-bånd.
Pulserende laseraflejring (PLD) er et meget kraftfuldt værktøj til at producere funktionelle belægninger af høj kvalitet," beskriver Faraday Plant på sin hjemmeside. Aflejringsprocessen genereres af en plume af laserstråler, der rammer et mål på en metalstrimmel med et bufferlag kl. høje temperaturer.HTS-forbindelser er komplekse oxidmaterialer, og PLD-metoden spiller en vigtig rolle i fremstillingen af ​​højtemperatur-superledende lag med stramt kontrolleret sammensætning, tykkelse og mikrostruktur."
Virksomhedens hensigtserklæring med Coherent siges at skitsere en strategi for at øge højtemperatur-superlederproduktionskapaciteter ved hjælp af virksomhedens "LEAP"-laser.
Coherent sagde: "Kohærent LEAP excimer-lasere er industristandarden for programmerbare logiske enheder til fremstilling af HTS-bånd. LEAP-lasere er baseret på argonfluorid (ArF), Kryptonfluorid (KrF) og Xenonchlorid (XeCl) kilder og udsender kl. bølgelængder på henholdsvis 193 nm, 248 nm og 308 nm og har udgangseffekter på op til 300 W. De er allerede i brug i en række industrielle applikationer, såsom laserløftere til produktion af organiske LED- og MicroLED-skærme.
Ud over fusion
Kai Schmidt, Senior Vice President for Coherents Excimer Laser Business Unit, sagde: "Vi ved, at lande, der er involveret i fusionsenergikapløbet, arbejder hårdt på at accelerere forsyningskæden af ​​højtemperatur superledende bånd, der vokser med tusindvis af kilometer om året, i for at holde fusionsteknologien fremad i et hurtigt tempo."
Sergey Lee, repræsentativ direktør for Faradays japanske anlæg, tilføjede på sin side: "Vi har arbejdet med Faraday 1867 i mere end et årti, og vores lasere er ivrige efter at spille en vigtig rolle i opbygningsfasen af ​​HTS-tapeproduktion .Anvendelsesområderne for HTS-bånd er ikke begrænset til fusionsreaktorer- -De omfatter tabsfri energioverførsel, kulstoffri luftfart og containerskibe, heliumfrie NMR-systemer, avancerede rumfartøjsfremdrivningssystemer og meget mere. Disse applikationer driver drivkraften tocifret årlig vækst på HTS-tapemarkedet, så det haster med at investere i HTS-tapeproduktionskapaciteter."
HTS tape er en af ​​nøgleteknologierne, der muliggør magnetiske indeslutningsfusionsreaktorer som tokamak. Tokamak-design er enklere, mere kompakt og billigere at betjene end tidligere teknologier.HTS-tape kan fungere ved temperaturer i tiere af Kelvin-området, hvilket eliminerer behovet for dyre kølesystemer baseret på ikke-bæredygtig flydende helium-teknologi. Magnetiske indeslutningsfusionsreaktorer forventes i sidste ende at kunne generere gigawatt kulstoffri elektricitet med en nettogevinst på mere end 10 procent og kan dermed spille en vigtig rolle i den globale omstilling til grøn energi.