Projekt, který běží do konce roku 2028, má za cíl chránit vnitřní stěny budoucích fúzních reaktorů – tzv. první stěnu – wolframovými vrstvami. Wolfram je díky své odolnosti vůči vysokým teplotám a robustnosti materiálem volby pro plochy vystavené plazmatu, které musí odolávat zatížení až 10 megawattů na čtvereční metr. Jako tzv. refrakterní kov s bodem tání nad 3000 stupňů Celsia odolává wolfram i extrémním tepelným zátěžím. Materiál je však vzácný: S pouhým jedním miliontinou zemské kůry je považován za konfliktový surovin a je mechanicky extrémně obtížné ho zpracovávat. Výroba celých komponentů z wolframu je proto ekonomicky i prakticky nevhodná. Řešení: Tenká wolframová vrstva na snadněji zpracovatelném nosném materiálu.
Bezvodé elektrolyty
Vědecká výzva spočívá v povaze samotného kovu: Klasické galvanické procesy, jaké se používají v průmyslu, selhávají na fyzikální překážce: Wolfram má velmi nízké vodíkové překročení. V aqueous elektrolytech se proto nevytváří žádný kov, ale pouze vodík. Vědecká spolupráce proto vstupuje do nových oblastí s bezvodými elektrolyty na bázi iontových kapalin a organických rozpouštědel. "Na světě neexistuje žádný proces pro elektrochemické nanášení čistého wolframu – ani průmyslově, ani v laboratoři," zdůrazňuje vedoucí projektu Andreas Waibel z Fraunhofer IPA.
Tři partneři přinášejí komplementární odbornosti: IPP definuje požadavky na vrstvy a provádí aplikované zkoušky za fúzních podmínek. Fraunhofer IPA vyvíjí celý proces nanášení s cílem pozdější průmyslové škálovatelnosti. IoLiTec přispívá know-how k formulaci speciálních iontových kapalin.
Projekt "GalvanoFusion – Elektrochemické nanášení wolframových vrstev pro fúzní reaktory z nevodních elektrolytů" je financován z prostředků Spolkového ministerstva pro výzkum, technologie a vesmír (BMFTR) v rámci programu Fusion 2040 – Výzkum na cestě k fúzní elektrárně pod číslem podpory 13F1034A s dobou trvání od 1. ledna 2026 do 31. prosince 2028.
Kontakt:
