Coherent podpisuje partnerstvo za prekinitev proizvodnje visokotemperaturnih superprevodnih trakov z laserji LEAP

Pred kratkim sta ameriški fotonski velikan Coherent in japonski Faraday 1867 Holdings podpisala pismo o nameri (LOI) s ciljem povečanja proizvodnje visokotemperaturnih superprevodnih (HTS) trakov za obsežno uporabo v fuzijskih reaktorjih, pa tudi za pomoč spodbuja prehod zelene energije. Coherentovi excimer laserji v 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, povečujejo 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.
Obdelava funkcionalnih premazov
Faraday Factory Japan LLC, hčerinska družba Faraday 1867 Holdings, proizvaja visokotemperaturne superprevodne magnetne trakove od leta 2012. Zgoraj omenjeno pismo o nameri se nanaša na strategijo japonske tovarne za zadovoljitev svetovnega povpraševanja po trakovih HTS, Coherent pa pravi, da je povpraševanje po število takšnih trakov naj bi se desetkrat povečalo od zdaj do leta 2027.
Japonsko podjetje uporablja nanašanje s pomočjo ionskega žarka (IBAD), pulzno lasersko nanašanje (PLD), razprševanje s srebrnim magnetronom in elektrokemično prevleko z bakrom, ki zahtevajo več proizvodnih korakov za izdelavo takih trakov. Od teh je impulzno lasersko nanašanje (PLD) na osnovi ekscimerja edina dokazana metoda množične proizvodnje za ustvarjanje filmov iz redkih zemeljskih barijevih in bakrovih oksidov (REBCO) z lastnostmi, potrebnimi za večplastne trakove HTS.
Pulzno lasersko nanašanje (PLD) je zelo zmogljivo 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 pri visoke temperature. Spojine HTS 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 podjetja s Coherentom naj bi opisalo strategijo za povečanje proizvodnih zmogljivosti visokotemperaturnih superprevodnikov z uporabo laserja podjetja "LEAP".
Coherent je dejal: "Koherentni laserji LEAP excimer so industrijski standard za programabilne logične naprave za izdelavo trakov HTS. Laserji LEAP temeljijo na virih argon fluorida (ArF), kriptonovega fluorida (KrF) in ksenonovega klorida (XeCl). valovne dolžine 193 nm, 248 nm oziroma 308 nm in imajo 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 za tisoče kilometrov na leto, v da bi fuzijska tehnologija nadaljevala s hitrim tempom."
Sergey Lee, predstavniški 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 drugo. 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 od ključnih tehnologij, ki omogočajo magnetno zaprte fuzijske reaktorje, kot je tokamak. Zasnove tokamaka so enostavnejše, kompaktnejše in cenejše za uporabo od prejšnjih tehnologij. Trakovi HTS lahko delujejo pri temperaturah v območju več deset Kelvinov, kar odpravlja potrebo po dragih hladilnih sistemih, ki temeljijo na nevzdržni 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.