Fusiebedrijf Helion krijgt 175 miljoen dollar voor efficiëntere chips

Kernfusie geldt als de heilige graal van schone energie: het proces dat ook de zon aandrijft, zonder radioactief afval of de risico's van kernsplijting. Het Amerikaanse bedrijf Helion, gevestigd in de staat Washington, bouwt momenteel zijn eerste commerciële fusiecentrale, genaamd Orion. Die moet in 2028 stroom gaan leveren aan techgigant Microsoft. Om dat te halen, en om toekomstige centrales winstgevender te maken, investeert Helion nu fors in betere elektronica.

Verlies halveren, output verdubbelen

Het Amerikaanse ministerie van Handel kent Helion 175 miljoen dollar toe, afkomstig uit de CHIPS Act. Die wet uit de tijd van president Biden moet de Amerikaanse halfgeleiderindustrie versterken, die achterop raakte bij Azië. Het geld gaat naar de ontwikkeling en productie van geavanceerde halfgeleiders die stroom omzetten en regelen in Helions fusiemachines. Die onderdelen verliezen nu 5 tot 10 procent van alle elektriciteit die erdoorheen stroomt. Dat klinkt weinig, maar in een complex systeem als dat van Helion stapelt het verlies zich op. Topman David Kirtley legt uit dat het halveren van dat verlies in de praktijk de totale stroomproductie van de centrale kan verdubbelen. Naast de overheidssteun haalde Helion ook 50 miljoen dollar aan nieuw privékapitaal op. Daarmee komt het totale opgehaalde bedrag sinds de oprichting boven de 3,2 miljard dollar, waarmee Helion na branchegenoot Commonwealth Fusion Systems het best gefinancierde fusiebedrijf ter wereld is.

Eigen chipfabriek in de Verenigde Staten

Een deel van het geld, ruim 100 miljoen dollar, gaat naar een nieuwe productielijn in Washington. Die moet als eerste fabriek in de VS een specifieke klasse hoogspannings- en pulshalfgeleiders gaan maken. Nu bestaat die capaciteit nergens in het land, zegt Kirtley. Zo'n 80 miljoen dollar gaat naar onderzoek in Vermont, samen met chipfabrikant GlobalFoundries, die zelf ook overheidssteun kreeg voor de productie van galliumnitride-chips, een materiaal dat veel in stroomelektronica wordt gebruikt. Deze chips zijn niet alleen relevant voor fusie-energie, maar ook voor de industrie, waterzuivering, medische apparatuur en defensie, aldus Kirtley. Door de nieuwe productiecapaciteit zelf op te bouwen, maakt Helion zich minder afhankelijk van buitenlandse leveranciers.

Hoe Helions reactor werkt

Helion kiest voor een andere aanpak dan de meeste concurrenten. In plaats van met fusie-energie water te verhitten tot stoom die een turbine aandrijft, oogst het bedrijf elektriciteit rechtstreeks uit de fusiereactie. Brandstof wordt aan beide kanten van een buisvormige kamer verhit tot plasma en met magneetvelden op elkaar afgevuurd. Bij de botsing lopen temperaturen op tot boven de honderd miljoen graden Celsius, waarbij atomen samensmelten en energie vrijkomt. Die energie duwt tegen het magneetveld aan, en magneten en condensatoren zetten die beweging direct om in stroom, vergelijkbaar met hoe een hybride auto zijn accu oplaadt tijdens het afremmen. Juist voor dit proces zijn snelle, efficiënte halfgeleiders onmisbaar. De nieuwe chips komen overigens te laat voor Orion, maar moeten latere centrales van Helion efficiënter en dus concurrerender maken.