Baru-baru ini, raksasa fotonik ASKoherendan Faraday 1867 Holdings dari Jepang menandatangani Letter of Intent (LOI) dengan tujuan meningkatkan produksisuperkonduktor suhu tinggi(HTS) untuk digunakan secara luas dalam penerapan reaktor fusi skala besar, serta untuk membantu mendorong transisi energi ramah lingkungan. Laser excimer Coherent dalam kolaborasi ini menjanjikan aplikasi yang lebih luas.
Dalam dekade terakhir, prospek energi bebas karbon yang berkembang pesat telah mendorong kemajuan dalam perangkat tokamak, sekaligus mendorong peningkatan permintaan pita magnetik superkonduktor suhu tinggi. Pita magnetik superkonduktor suhu tinggi, teknologi utama dalam pembuatan elektromagnet ultra-kuat, memiliki aplikasi utama dalam reaktor fusi pengurungan magnetik untuk membatasi dan mengontrol plasma. Khususnya, Faraday Factory Japan LLC, anak perusahaan Faraday 1867 Holdings di Jepang, telah muncul sebagai produsen pita magnetik superkonduktor suhu tinggi (HTS) terkemuka di dunia.
Laser excimer LEAP Coherent, produk deposisi laser berdenyut berstandar industri, telah memberikan dorongan besar pada proses pembuatan pita superkonduktor suhu tinggi.
Medan magnet bertindak untuk membatasi dan mengontrol plasma bermuatan dalam perangkat tokamak, menurut Tokamak Energy, sebuah startup fusi Inggris. Medan magnet yang kuat ini memungkinkan plasma memanas hingga suhu di atas 100 juta derajat Celcius – ambang batas yang diperlukan agar fusi menjadi sumber energi yang layak secara komersial. Setelah itu, magnet kuat dalam tokamak berbentuk bola memungkinkan pengurungan yang lebih kompak, meningkatkan kepadatan dan daya plasma sekaligus menghindari kebutuhan mahal untuk pendinginan helium cair.
Medan magnet yang kuat dapat dihasilkan dengan melewatkan arus tinggi di sekitar rangkaian kumparan elektromagnet yang mengelilingi plasma. Magnet tersebut dililit dengan apa yang disebut Tokamak Energy sebagai pita magnetik superkonduktor suhu tinggi "terobosan".
Menangani Pelapis Fungsional
Faraday Factory Japan LLC, anak perusahaan Faraday 1867 Holdings, telah memproduksi pita perekat superkonduktor suhu tinggi sejak tahun 2012. Surat niat tersebut mengacu pada strategi pabrik Jepang untuk memenuhi permintaan global akan pita perekat HTS, dan Coherent mengatakan bahwa permintaan akan pita perekat HTS tersebut kaset diperkirakan akan tumbuh sepuluh kali lipat antara sekarang dan tahun 2027.
Perusahaan Jepang ini menggunakan deposisi berbantuan sinar ion (IBAD), deposisi laser berdenyut (PLD), sputtering magnetron perak, dan pelapisan elektrokimia tembaga, yang memerlukan beberapa langkah produksi untuk membuat pita perekat tersebut. Dari semua metode tersebut, pulsed laser deposition (PLD) berbasis excimer adalah satu-satunya metode produksi massal yang terbukti menghasilkan lapisan film rare-earth barium copper oxide (REBCO) dengan kualitas yang diperlukan untuk pita HTS multilapis.
Deposisi laser berdenyut (PLD) adalah alat yang ampuh untuk menghasilkan pelapis fungsional berkualitas tinggi," jelas Pabrik Faraday di situs webnya. Proses deposisi dihasilkan oleh segumpal sinar laser yang mengenai target pada strip logam dengan lapisan penyangga pada suhu tinggi. suhu.Senyawa HTS adalah bahan oksida kompleks, dan metode PLD memainkan peran penting dalam menghasilkan lapisan superkonduktor suhu tinggi dengan komposisi, ketebalan, dan struktur mikro yang dikontrol ketat."
Surat niat yang ditandatangani dengan Coherent dikatakan menguraikan strategi untuk meningkatkan kemampuan fabrikasi superkonduktor suhu tinggi menggunakan laser "LEAP" milik perusahaan.
Laser excimer LEAP Coherent adalah standar industri untuk perangkat logika yang dapat diprogram untuk digunakan dalam pembuatan pita HTS," kata Coherent. "Laser LEAP didasarkan pada sumber emisi Argon Fluorida (ArF), Krypton Fluoride (KrF), dan Xenon Klorida (XeCl). pada 193 nm, 248 nm, dan 308 nm, dan menghasilkan daya keluaran hingga 300W. Mereka sudah digunakan dalam berbagai aplikasi industri, seperti pengangkat laser untuk produksi tampilan LED organik dan MicroLED.
Melampaui Fusi
Kai Schmidt, Wakil Presiden Senior, Unit Bisnis Laser Excimer Coherent, mengatakan, "Kami tahu bahwa negara-negara yang terlibat dalam perlombaan energi fusi sedang bekerja keras untuk mempercepat rantai pasokan pita superkonduktor suhu tinggi, yang tumbuh ribuan kilometer per tahun, di untuk menjaga agar teknologi fusi terus bergerak maju dengan pesat."
Sementara itu, Sergey Lee, direktur perwakilan fasilitas Faraday di Jepang, menambahkan: "Kami telah bekerja dengan Faraday 1867 selama lebih dari satu dekade, dan laser kami sangat ingin memainkan peran penting dalam fase peningkatan produksi pita HTS. . Area penerapan pita HTS tidak terbatas pada reaktor fusi- -Hal ini mencakup transfer energi lossless, penerbangan tanpa karbon dan kapal kontainer, sistem NMR bebas helium, sistem propulsi pesawat ruang angkasa canggih, dan banyak lagi. Penerapan ini mendorong pertumbuhan tahunan dua digit di pasar pita perekat HTS, sehingga urgensi investasi dalam kemampuan manufaktur pita perekat HTS menjadi jelas."
Pita HTS adalah salah satu teknologi utama untuk mewujudkan reaktor fusi pengurungan magnetik seperti tokamaks. Desain Tokamak lebih sederhana, lebih kompak, dan lebih murah untuk dioperasikan dibandingkan teknologi sebelumnya. Pita perekat HTS dapat beroperasi pada suhu di kisaran puluhan Kelvin, sehingga menghilangkan kebutuhan akan sistem pendingin yang mahal berdasarkan teknologi helium cair yang tidak berkelanjutan. Reaktor fusi kurungan magnetik pada akhirnya diharapkan mampu menghasilkan gigawatt listrik bebas karbon dengan keuntungan bersih lebih dari 10 persen dan dengan demikian dapat memainkan peran penting dalam transisi global menuju energi ramah lingkungan.
