Energia de Helion - Helion Energy
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| Modelo | Privado |
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| Indústria | Poder de fusão |
| Fundado | 2013 |
| Fundadores | David Kirtley, John Slough, Chris Pihl, George Votroubek |
| Quartel general | , |
Pessoas chave |
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| Local na rede Internet | www |
Helion Energy, Inc. é uma empresa americana de pesquisa de fusão, localizada em Everett, Washington . Eles estão desenvolvendo uma tecnologia de fusão magneto-inercial para produzir gás Hélio-3 e energia de fusão via fusão aneutrônica .
Organização
Helion Energy foi fundada em 2013 pelo Dr. David Kirtley, Dr. John Slough, Chris Pihl e Dr. George Votroubek. Os investidores na Helion incluem Y Combinator , Mithril Capital Management e Capricorn Investment Group. A equipe de gestão venceu a competição National Cleantech Open Energy Generation 2013 e os prêmios na competição 2014 ARPA-E Future Energy Startup, eram membros do programa Y Combinator 2014 e foram premiados com um contrato 2015 ARPA-E ALPHA, "Staged Magnetic Compression of FRC alvos para condições de fusão ".
Tecnologia
A tecnologia do Fusion Engine da empresa é baseada nos experimentos do Acelerador Plasmoidal Indutivo (IPA) realizados de 2005 a 2012. Este sistema opera teoricamente a 1 Hz, injetando plasma, comprimindo-o para as condições de fusão, expandindo-o e recuperando diretamente a energia para produzir eletricidade . Os experimentos IPA reivindicaram velocidades de 300 km / s, produção de nêutrons de deutério e temperaturas de íons de deutério de 2 keV.
Combustível de hélio-3
A partir de 2015, a Helion pretende produzir e usar uma combinação de deutério e hélio-3 como combustível. Essa mistura permite a fusão principalmente aneutrônica , liberando apenas 5% de sua energia na forma de nêutrons rápidos . O hélio-3 é produzido por reações colaterais DD e é capturado e reutilizado, eliminando problemas de abastecimento. Helion tem uma patente neste processo.
Os experimentos IPA usaram a fusão deutério-deutério, que produz um nêutron de 2,45 MeV em metade das reações. Helion e MSNW publicaram artigos descrevendo uma implementação de deutério- trítio que é a mais fácil de alcançar, mas gera nêutrons de 14 MeV. O combustível é deutério-deutério, que produz Hélio-3 potencialmente para uso em reatores de fusão e imagens médicas.
Confinamento
Esta abordagem de fusão usa o campo magnético de um plasmoide de configuração invertida de campo (FRC) (operado com eletrônica de estado sólido derivada de eletrônica de comutação de potência em turbinas eólicas ) para evitar perdas de energia de plasma. Um FRC é uma configuração de plasma magnetizado notável por suas linhas de campo fechadas, beta alto e falta de penetrações internas.
Compressão
Para injetar o plasmóide alvo na câmara de compressão de fusão, dois plasmóides FRC são acelerados em alta velocidade com campos magnéticos pulsados e se fundem em um único plasmóide FRC alvo em alta pressão. Seus experimentos de 2018 alcançaram plasmas com temperaturas multi-keV. Registros publicados mostram planos para comprimir plasmas de fusão a 12 Tesla (T).
Geração de energia
A energia é capturada pela conversão de energia direta que usa a expansão do plasma para induzir uma corrente nas bobinas de compressão e aceleração magnética e traduz as partículas alfa de alta energia diretamente em uma voltagem. Isso elimina a necessidade de turbinas a vapor, torres de resfriamento e perdas de energia associadas.
História
Em 2021, a empresa anunciou que seu sétimo protótipo, o Trenta, havia atingido 100 milhões de graus C após um ciclo de teste de 16 meses com mais de 10.000 pulsos. Os campos de compressão magnética excederam 10 Tesla, as temperaturas dos íons excederam 8 keV e as temperaturas dos elétrons excederam 1 keV. O protótipo de sétima geração do Helion, "Polaris", está em desenvolvimento e deve ser concluído em 2023. Ele aumentará a taxa de pulso de um pulso a cada 10 minutos para um pulso por segundo por curtos períodos. A instalação da Polaris produzirá hélio-3 economicamente em escala comercial.
Financiamento
A Helion Energy recebeu US $ 7 milhões em financiamento da NASA , do Departamento de Energia dos Estados Unidos e do Departamento de Defesa , seguido por US $ 1,5 milhão do setor privado em agosto de 2014, por meio dos aceleradores de sementes Y Combinator e Mithril Capital Management. Em 2021, o investimento totalizou 77,8 milhões.
Modelo de receita
A estratégia da Helion Energy é gerar receita com base em um modelo de royalties de eletricidade produzida com preços de eletricidade projetados de 40-60 $ / MWhr (4 a 6 centavos por kwh). A penetração do novo mercado de capacidade é estimada em 20% do crescimento do mercado (2,5%) ao ano, eventualmente atingindo 50% da nova geração de energia em todo o mundo - $ 52 bilhões / ano. O deslocamento gradual dos suprimentos existentes permite o crescimento contínuo para 20% da geração elétrica mundial após 20 anos com um retorno líquido de mais de US $ 300 bilhões.
Crítica
O pesquisador aposentado do Laboratório de Física de Plasma de Princeton, Dr. Daniel Jassby, mencionou a Helion Energy em uma carta incluída no boletim da American Physical Society Physics & Society (abril de 2019) como estando entre start-ups de fusão que supostamente praticavam "fusão vodu" em vez de ciência legítima. Ele observou que a empresa é uma das várias que continuamente reivindica "energia em 5 a 10 anos, mas quase todas aparentemente nunca produziram uma única reação de fusão DD". No entanto, a equipe de Helion publicou uma pesquisa revisada por pares em seu sistema de colisão FRC demonstrando a produção de nêutrons DD já em 2011, e mais experimentos detalhados de fusão DD produzindo nêutrons em um relatório de outubro de 2018 no ARPA-E ' do Departamento de Energia dos Estados Unidos . s reunião anual do programa ALPHA. De acordo com a equipe de revisão independente da JASON, VENTI, um protótipo de subescala que Helion havia desenvolvido parcialmente para o programa ALPHA, alcançou resultados iniciais de 8,10 22 íons / m 3 , 4,10 -5 segundos de tempo de confinamento e uma temperatura de 2 keV para um produto triplo de 6,4 · 10 18 keV · s / m 3 em 2018.