Fusions-Startup findet Weg zur Massenproduktion seiner Brennstoffpellets, denn 'Prototyp' ist kein Geschäftsmodell

Das Fusions-Startup Inertia Enterprises hat einen Durchbruch angekündigt, der seine Brennstoffpellets-Produktionslinie endlich weniger wie ein maßgeschneidertes Kunsthandwerk und mehr wie eine Fabrik aussehen lassen könnte. Das Unternehmen gibt an, die Zeit für die Herstellung seiner Brennstoffpellets von mehreren Tagen auf nur wenige Minuten reduziert zu haben und damit eines der 10 Hindernisse auf dem Weg zur ersten Phase seiner kommerziellen Kraftwerksambitionen beseitigt zu haben.

Dieser Fortschritt war keineswegs selbstverständlich. Investoren gaben Inertia 450 Millionen Dollar mit dem Versprechen, die am National Ignition Facility (NIF) entwickelte Technologie zu kommerzialisieren – einem Ort, an dem die Herstellung von Brennstoffpellets weniger mit Geschwindigkeit als mit ritueller Geduld zu tun hat. Am NIF kann ein einzelnes Pellet eine Woche oder länger dauern und kostet ein Vermögen – kaum das Rezept für ein profitables Kraftwerk.

„Aber wenn man wirklich genau hinschaut, denkt man: Moment mal, die stellen nur eine Handvoll pro Jahr her“, sagte Jeff Lawson, Mitbegründer und CEO von Inertia, mit der Miene eines Mannes, der gerade erkannt hat, dass der Kaiser keine Kleider trägt. „Ich habe meinen kommerziellen Hut aufgesetzt und dachte: Moment mal, ich kenne das Wort dafür: Prototypen.“

Also machte sich Inertia daran, diese Prototypen in massentaugliche Produkte zu verwandeln. „Deshalb stellen wir Leute von Apple ein“, sagte Lawson, offenbar mit der Vorstellung, dass Brennstoffpellets in Zukunft in schlanken, minimalistischen Verpackungen kommen. „Es gibt eine Reihe von Industrieingenieuren, die sagen: ‚Na gut, ich muss wohl herausfinden, wie man das milliardenfach in einer Fabrik herstellt.‘“

Aber das Brennstoffpellet des NIF ist kein iPhone. Es ist eine kugelförmige Diamanthülle, die eine dünne Schicht aus gefrorenem Deuterium und Tritium enthält – die Wasserstoffisotope, die die Fusion antreiben – mit einem gasförmigen Gemisch derselben im Inneren. Jede Schicht muss so nahe wie möglich an perfekt kugelförmig sein, so gut es menschen- oder maschinenmöglich ist. Die Pellets werden dann in Goldhüllen, sogenannte Hohlräume, eingewickelt, die Laserenergie in Röntgenstrahlen umwandeln, die das Pellet komprimieren und die Fusion auslösen. Selbst die kleinste Unvollkommenheit kann die ganze Show ruinieren.

Inertia musste den Prozess beschleunigen, ohne die Physik aufzugeben, die den Ansatz des NIF zum Funktionieren brachte. „Was passiert, wenn man versucht, es schneller zu machen?“, sinnierte Lawson, als würde er dem Universum eine Frage stellen. Das Team hatte einen Vorsprung: Annie Kritcher, Mitbegründerin und Chefwissenschaftlerin, entwarf das erste NIF-Experiment, das mehr Energie erzeugte als verbrauchte.

Nach mehreren Entwicklungsrunden kann Inertia die Kristalle nun in etwa 30 Minuten wachsen lassen – ein Prozess, der am NIF eine Woche dauern konnte. Ein einzelnes Brennstoffpellet kann in zwei bis drei Stunden hergestellt werden, und der Prozess lässt sich auf industrielles Niveau skalieren. Das Startup arbeitete mit dem NIF am Lawrence Livermore National Lab zusammen, mit dem es eine öffentlich-private Partnerschaft eingegangen ist.

Inertia hat jedoch eine Geheimwaffe: Ihr geplanter Laser ist viermal leistungsstärker als der aktuelle des NIF, was bedeutet, dass er mehr Unvollkommenheiten tolerieren kann. „Wir haben tatsächlich viel Spielraum“, sagte Lawson. „Das ist unsere Strategie: unseren Treiber, unseren Laser, zu überdimensionieren, um uns viel Spielraum zu geben, um in jedem anderen Teil des Systems herumzuspielen.“

Die Beschleunigung der Brennstoffproduktion reduziert auch die Menge an Tritium, die Inertia zu jedem Zeitpunkt vorrätig haben muss – eine gute Sache, denn Tritium ist radioaktiv, teuer (etwa 30.000 Dollar pro Gramm) und knapp (weltweit existieren nur etwa 25 Kilogramm, so Science). Inertia plant, sein eigenes Tritium durch Fusionsreaktionen zu züchten, benötigt aber dennoch einen gewissen Bestand, um zu starten. Und weniger Zeit für die Pelletproduktion bedeutet weniger Tritium, das herumliegt. Inertia erwartet, dass sein kommerzielles Kraftwerk in voller Größe 10 Brennstoffpellets pro Sekunde verbraucht.

„Indem man die Latenz dieses Schritts reduziert, macht man die Anlage kleiner; man macht das Ganze schneller, das Ganze effizienter“, sagte Lawson und fasste damit das gesamte Konzept so zusammen, dass man sich fragt, warum es jemals jemand auf die langsame Art gemacht hat.