Il progetto, che si svolgerà fino alla fine del 2028, mira a proteggere le pareti interne dei futuri reattori a fusione – la cosiddetta prima parete – con rivestimenti in tungsteno. Il tungsteno è il materiale preferito per le superfici esposte al plasma grazie alla sua resistenza al calore e robustezza, in grado di sopportare carichi fino a 10 megawatt per metro quadrato. Essendo un metallo refrattario con un punto di fusione superiore ai 3000 gradi Celsius, il tungsteno resiste anche a carichi termici estremi. Tuttavia, il materiale è raro: con solo un milionesimo della crosta terrestre, è considerato una materia prima di conflitto ed è meccanicamente estremamente difficile da lavorare. Pertanto, produrre interi componenti in tungsteno non è né economico né praticabile. La soluzione: uno strato sottile di tungsteno su un materiale di supporto più facile da maneggiare.
Elettroliti privi d'acqua
La sfida scientifica risiede nella natura stessa del metallo: i classici processi galvanici, come quelli utilizzati nell'industria, falliscono a causa di una barriera fisica: il tungsteno ha una bassa sovratensione di idrogeno. Negli elettroliti acquosi, quindi, non viene depositato alcun metallo, ma viene solo prodotto idrogeno. Pertanto, il consorzio di ricerca sta esplorando nuovi territori scientifici con elettroliti privi d'acqua basati su liquidi ionici e solventi organici. «Non esiste al mondo un metodo per la deposizione elettrochimica di tungsteno puro – né industrialmente né in laboratorio», sottolinea il responsabile del progetto Andreas Waibel dell'IPA Fraunhofer.
I tre partner portano competenze complementari: l'IPP definisce i requisiti per gli strati e conduce test pratici in condizioni rilevanti per la fusione. L'IPA Fraunhofer sviluppa l'intero processo di rivestimento con l'obiettivo di una futura scalabilità industriale. IoLiTec fornisce il know-how per la formulazione dei liquidi ionici speciali.
Il progetto «GalvanoFusion – Deposizione elettrochimica di rivestimenti in tungsteno per reattori a fusione da elettroliti non acquosi» è finanziato dal Ministero federale per la ricerca, la tecnologia e lo spazio (BMFTR) nell'ambito del programma di finanziamento Fusion 2040 – Ricerca sulla strada verso la centrale a fusione con il numero di finanziamento 13F1034A, con una durata dal 1 gennaio 2026 al 31 dicembre 2028.
Contatto:
