Klimaat & energie › Commerciële kernfusie
Japanse startup Licube wil wereld voorzien van schaarse fusiebrandstof
Als kernfusie ooit stroom gaat leveren, is er een probleem: de wereld heeft veel meer gezuiverd lithium-6 nodig dan er nu beschikbaar is. De Japanse startup Licube wil die zuivering op industriële schaal gaan leveren en presenteerde zijn technologie deze week op TechCrunch Disrupt in San Francisco.
Fusiecentrales moeten hun eigen brandstof maken. De meeste ontwerpen draaien op een mengsel van deuterium en tritium. Deuterium is overal te vinden, maar tritium is uiterst zeldzaam. Er is wereldwijd te weinig van om alle geplande fusiecentrales te laten draaien. De oplossing die de industrie voor ogen heeft: tritium zelf aanmaken, binnen de reactor.
Dat gebeurt met een zogeheten breeding blanket, een mantel van lithium rond de reactorkern. Een fusiereactie stoot snelle neutronen uit. Raakt zo'n neutron een lithiumatoom, dan valt dat uiteen in helium en tritium. Dat tritium wordt opgevangen, gezuiverd en weer als brandstof ingevoerd. Niet elk type lithium is daarvoor even geschikt. Lithium-6 vangt neutronen veel beter dan de zwaardere variant lithium-7, maar lithium-6 maakt slechts 7,5 procent uit van natuurlijk lithium. De rest moet eruit gefilterd worden, en dat is lastig: er bestaat wereldwijd nauwelijks capaciteit om de twee vormen te scheiden.
Een membraan dat lithium sorteert
Licube denkt die flessenhals te kunnen oplossen met technologie die het heeft gelicentieerd van de Japanse Hirosaki University. Het bedrijf lost lithium op in een vloeistof aan één kant van een keramisch membraan. Zet je daar elektrische stroom over, dan beweegt lithium-6 net iets sneller door het membraan dan lithium-7. Door de vloeistof aan de andere kant af te tappen, kan Licube het lichtere isotoop steeds verder concentreren. Het doel is een zuiverheid van minstens 99,995 procent lithium-6, puur genoeg om in de brandstofkweeksystemen van fusiebedrijven te gebruiken.
Oprichter en ceo Yohei Kiguchi schat de potentiële markt voor fusiebrandstof op 50 miljard dollar in 2040, als fusie-energie echt doorbreekt. Maar hij erkent dat dat nog jaren kan duren: de eerste commerciële fusiecentrales moeten nog gebouwd worden. Tot die tijd wil Licube met dezelfde zuiveringstechniek lithium leveren aan de chipindustrie, de farmaceutische sector, bestaande kernreactoren en de ruimtevaart, sectoren die om andere redenen ook zuiver lithium nodig hebben.
Van bezoek aan ITER naar eigen startup
Kiguchi kreeg het idee na een bezoek aan ITER, de grote internationale testreactor voor kernfusie in het zuiden van Frankrijk. Hij woonde destijds in Monaco, na zijn vertrek bij het Japanse energiebedrijf Enechange. "Ik kwam erachter dat ik te jong was om te stoppen met werken", zegt hij. Licube is een van twintig startups die deze week meedingen in de Startup Battlefield-competitie van TechCrunch Disrupt. Of fusie-energie op tijd komt, blijft onzeker, maar de vraag naar gezuiverd lithium groeit nu al, ook buiten de energiesector.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Zonder voldoende gezuiverd lithium-6 kunnen fusiecentrales niet genoeg eigen brandstof produceren, waardoor dit soort gespecialiseerde zuiveringstechniek net zo bepalend kan worden voor de doorbraak van kernfusie als de reactoren zelf. Slaagt een bedrijf als Licube erin dit op te schalen, dan verlaagt dat een belangrijke drempel voor de hele fusie-industrie, en levert de techniek ondertussen ook grondstoffen voor chips, medicijnen en ruimtevaart.
- Kernfusie
- Het samensmelten van lichte atoomkernen, waarbij grote hoeveelheden energie vrijkomen, zoals ook in de zon gebeurt.
- Deuterium
- Een zware vorm van waterstof die als brandstof dient in de meeste fusiereactoren.
- Tritium
- Een zeldzame, radioactieve vorm van waterstof die samen met deuterium de fusiebrandstof vormt.
- Lithium-6
- De lichtere van de twee natuurlijke vormen van lithium, die neutronen goed opvangt en daardoor tritium kan produceren.
- Lithium-7
- De zwaardere en veel voorkomendere vorm van lithium, die minder geschikt is om tritium te maken.
- Breeding blanket
- Een mantel van lithium rond de reactorkern waarin neutronen uit de fusiereactie nieuwe tritiumbrandstof vormen.
- Neutronenvangst
- Het proces waarbij een atoomkern een neutron opneemt en daardoor verandert in een ander element of isotoop.
- Elektrolyse
- Een techniek waarbij elektrische stroom chemische reacties of scheidingsprocessen aandrijft, zoals het sorteren van lithium-isotopen.
- Keramisch membraan
- Een dun, hittebestendig scheidingswand dat bepaalde deeltjes wel en andere niet doorlaat.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
