Проект, що триватиме до кінця 2028 року, має на меті захистити внутрішні стіни майбутніх термоядерних реакторів – так звану першу стіну – вольфрамовими покриттями. Вольфрам є матеріалом вибору для поверхонь, що піддаються впливу плазми, завдяки своїй термостійкості та міцності, здатним витримувати навантаження до 10 мегават на квадратний метр. Як так званий рефрактерний метал з температурою плавлення понад 3000 градусів Цельсія, вольфрам витримує навіть екстремальні термічні навантаження. Але цей матеріал рідкісний: з лише одним мільйонним часткою земної кори його вважають конфліктною сировиною, і механічно його надзвичайно важко обробляти. Тому виготовлення цілих деталей з вольфраму є ні економічно, ні практично. Рішення: Тонке вольфрамове покриття на більш простому матеріалі-носії.
Безводні електроліти
Науковий виклик полягає в природі самого металу: класичні гальванічні процеси, які використовуються в промисловості, зазнають невдачі через фізичну перешкоду: вольфрам має дуже низьку водневу перевищення. У водних електролітах тому не осаджується метал, а лише виробляється водень. Дослідницький консорціум таким чином входить у нову наукову територію з безводними електролітами на основі іонних рідин та органічних розчинників. «У світі немає жодного процесу для електрохімічного осадження чистого вольфраму – ні в промисловості, ні в лабораторії», - підкреслює керівник проекту Андреас Вайбель з Fraunhofer IPA.
Три партнери вносять комплементарну експертизу: IPP визначає вимоги до покриттів і проводить практичні випробування за умовами, що мають відношення до термоядерної енергії. Fraunhofer IPA розробляє весь процес покриття з метою подальшої промислової масштабування. IoLiTec надає знання для формулювання спеціальних іонних рідин.
Проект «ГальваноФузія – електрохімічне осадження вольфрамових покриттів для термоядерних реакторів з безводних електролітів» фінансується за рахунок коштів Федерального міністерства досліджень, технологій та космонавтики (BMFTR) в рамках програми підтримки Fusion 2040 – дослідження на шляху до термоядерної електростанції під номером підтримки 13F1034A з терміном дії з 1 січня 2026 року до 31 грудня 2028 року.
Контакт:
