Projekt, który potrwa do końca 2028 roku, ma na celu ochronę wewnętrznych ścian przyszłych reaktorów fuzyjnych – tzw. pierwszej ściany – powłokami tungstenowymi. Tungsten jest materiałem wybieranym ze względu na swoją odporność na wysokie temperatury i wytrzymałość, który musi wytrzymać obciążenia do 10 megawatów na metr kwadratowy. Jako tzw. metal refrakcyjny o temperaturze topnienia powyżej 3000 stopni Celsjusza, tungsten opiera się nawet ekstremalnym obciążeniom termicznym. Jednak materiał ten jest rzadki: zaledwie jedna milionowa skorupy ziemskiej uznawany jest za surowiec konfliktowy i jest mechanicznie niezwykle trudny do obróbki. Wytwarzanie całych elementów z tungstenem jest zatem ani ekonomiczne, ani praktyczne. Rozwiązanie: cienka warstwa tungstenowa na łatwiejszym do obróbki materiale nośnym.
Elektrolity bezwodne
Wyzwanie naukowe leży w naturze samego metalu: Klasyczne procesy galwaniczne, stosowane w przemyśle, napotykają fizyczną przeszkodę: tungsten ma bardzo niską nadnapięcie wodoru. W wodnych elektrolitach nie wydziela się więc metal, lecz tylko wytwarzany jest wodór. Zespół badawczy wkracza zatem na nowe tereny naukowe z bezwodnymi elektrolitami na bazie cieczy jonowych i organicznych rozpuszczalników. „Nie istnieje na świecie żadna metoda elektrochemicznego osadzania czystego tungsteny – ani przemysłowo, ani w laboratorium”, podkreśla kierownik projektu Andreas Waibel z Fraunhofer IPA.
Trzej partnerzy wnoszą komplementarną wiedzę: IPP definiuje wymagania dotyczące powłok i przeprowadza testy aplikacyjne w warunkach istotnych dla fuzji. Fraunhofer IPA rozwija cały proces powlekania z celem późniejszej industrializacji. IoLiTec wnosi wiedzę na temat formułowania specjalnych cieczy jonowych.
Projekt „GalvanoFusion – Elektrochemiczne osadzanie powłok tungstenowych dla reaktorów fuzyjnych z nie-wodnych elektrolitów” jest finansowany ze środków Federalnego Ministerstwa Badań, Technologii i Przestrzeni Kosmicznej (BMFTR) w ramach programu wsparcia Fusion 2040 – badania w drodze do elektrowni fuzyjnej pod numerem wsparcia 13F1034A, z okresem realizacji od 1 stycznia 2026 do 31 grudnia 2028.
Kontakt:
