如果核聚变发电能够实现——而且已有迹象表明它将会实现——那么世界将需要更多的锂。
这正是Licube这家初创公司所押注的方向。该公司从日本弘前大学获得技术授权,用于从天然锂中提纯锂-6,这是核聚变电站制造自身燃料所需要的锂同位素形式。
原因归结于燃料供应问题。要让核聚变发电接入电网,需要许多环节都顺利进行,其中之一便是燃料。大多数规划中的核聚变电站将使用氘和氚这两种燃料的混合物运行。氘很容易获取,但氚在自然界中极为稀少,而在核聚变领域中,大家心知肚明的一个事实是:目前氚的储量根本不足以为所有规划中的电站供能。
目前提出的解决方案是在电站内部现场制造氚。核聚变反应会释放出大量高速运动的粒子,即中子。各初创公司计划用一层锂包裹反应堆,当中子撞击锂原子时,该原子会分裂成氦和氚。随后氚便可被收集、提纯,并重新送入反应堆作为燃料。
并非所有锂在这项工作中的表现都一样好。锂有两种略有不同的形式,分别是锂-6和锂-7,以其原子重量命名。锂-6在捕获中子和产生氚方面表现更佳,但它在天然锂中仅占约7.5%,其余大部分是较重的锂-7。分离这两种同位素十分困难,目前全球具备这种分离能力的产能也很有限,因此世界同样面临锂-6短缺的问题。
Licube看到了解决这一问题背后的巨大市场。Licube联合创始人兼首席执行官Yohei Kiguchi对TechCrunch表示:"如果核聚变实现商业化,到2040年这将是一个500亿美元的市场。"
Licube是即将在旧金山TechCrunch Disrupt大会上登台演讲的20家初创公司之一,作为Startup Battlefield路演大赛的参赛选手。
尽管核聚变有潜力占据数万亿美元能源市场中的重要份额,但核聚变初创公司距离建成首个发电厂仍需数年时间。
Kiguchi表示:"核聚变是未来最大的市场,但我们也明白,这个未来可能会推迟几年才能到来。"
在核聚变成为主要市场之前,Licube计划利用同样的技术为半导体、制药、裂变反应堆以及航天器行业提纯锂。
该核心技术基于电解槽,这是一种利用电流驱动化学反应的装置。在Licube的方案中,锂被溶解在陶瓷膜一侧的液体中。当电流从膜的一侧流向另一侧时,锂-6移动得更快。随后Licube便可抽取该液体并分离出锂-6。
目标是将锂纯化到至少99.995%的锂-6含量。核聚变公司可以将这种高度提纯的锂送入其燃料增殖系统中。
Kiguchi在参观位于法国南部正在建造的实验性核聚变反应堆ITER后,受到启发创办了Licube。他说,在从他此前创办的公司Enechange(日本的一个能源切换平台网络)退休后,他曾在距离ITER两小时车程的摩纳哥居住。
他说:"我发现自己退休还太年轻。我是个能源行业的人,我想做些更大的事情。"
Q&A
Q1:Licube是一家做什么的公司?
A:Licube是一家从日本弘前大学获得技术授权的初创公司,专注于从天然锂中提纯锂-6,这是核聚变电站制造燃料所需的关键材料。
Q2:为什么核聚变电站需要锂-6?
A:核聚变反应会产生中子,电站计划用锂包裹反应堆,中子撞击锂原子后会分裂成氦和氚,氚可被收集后作为燃料重新利用。锂-6比锂-7更擅长捕获中子生产氚,但天然锂中锂-6仅占约7.5%,因此需要专门提纯。
Q3:Licube的核心技术原理是什么?
A:该技术基于电解槽装置,利用电流驱动化学反应。锂溶解在陶瓷膜一侧的液体中,电流通过时锂-6移动速度更快,从而实现与锂-7的分离,最终可提纯至99.995%的锂-6含量。
