Pacific Fusion trình làng nguyên mẫu máy xung 440 gigawatt, mở đường cho nhà máy điện hợp nhất

Pacific Fusion đã chính thức "bật mí" nguyên mẫu mô-đun máy xung (pulser module) mới nhất vào thứ Ba. Đây là thiết bị quan trọng giúp công ty tiến gần hơn đến mục tiêu xây dựng nhà máy điện hợp nhất (fusion power plant). Việc xây dựng nhà máy này dự kiến sẽ bắt đầu vào mùa hè năm nay.

Kết quả từ nguyên mẫu có kích thước bằng một container vận tải này đủ ấn tượng để giúp Pacific Fusion mở khóa thêm một đợt vốn trong vòng Series A trị giá hơn 1 tỷ USD. Công ty không tiết lộ con số cụ thể của đợt vốn này, nhưng khẳng định họ là một trong những startup về năng lượng hợp nhất được cấp vốn nhiều nhất.

Mô hình cấp vốn theo từng đợt (tranche-based) thường phổ biến hơn trong lĩnh vực công nghệ sinh học, giúp các startup tiết kiệm thời gian gọi vốn và tập trung vào các cột mốc kỹ thuật.

CTO của Pacific Fusion, ông Keith LeChien, chia sẻ với TechCrunch rằng cách sắp xếp này cho phép công ty "giữ đầu cúi xuống làm việc". "Điều này có nghĩa là chúng tôi có thể tập trung vào tương lai mà không phải dành 20% đến 50% thời gian để liên tục tìm kiếm nguồn vốn tiếp theo," ông nói.

Pacific Fusion đang theo đuổi phương pháp năng lượng hợp nhất gọi là giam cầm quán tính (inertial confinement). Lò phản ứng của họ sẽ sử dụng 156 mô-đun máy xung để giải phóng một lượng điện năng khổng lồ vào một mục tiêu nhiên liệu nhỏ trong buồng phản ứng. Xung điện này sẽ tạo ra từ trường bao quanh viên nhiên liệu (có kích thước bằng một cục tẩy), nén nó cho đến khi các nguyên tử bên trong hợp nhất và giải phóng năng lượng khổng lồ.

Nhân viên Pacific Fusion kiểm tra nguyên mẫu máy xung

Thách thức tiếp theo của startup này là mở rộng quy mô từ nguyên mẫu nhỏ sang mô-đun máy xung đầy đủ - thành phần cốt lõi của nhà máy điện thử nghiệm. Công ty hy vọng nhà máy này sẽ sản xuất ra nhiều điện hơn mức tiêu thụ để vận hành, một thành tích mà chưa ai đạt được cho đến nay.

Tuy nhiên, cuộc đua năng lượng hợp nhất đang trở nên khốc liệt, nên công ty không chờ đợi kết quả từ mô-đun đầy đủ mới bắt đầu xây dựng nhà máy. "Những chiếc xẻng sẽ bắt đầu đào đất cho cơ sở này vào mùa hè này," ông LeChien khẳng định.

Cho đến nay, giam cầm quán tính là cách duy nhất con người tạo ra phản ứng hợp nhất có kiểm soát giải phóng nhiều năng lượng hơn mức cần thiết để khởi động nó, một cột mốc được gọi là điểm hòa khoa học (scientific breakeven). Và cho đến nay, chỉ có một thí nghiệm tại Cơ sở Đánh lửa Quốc gia (NIF) thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore đạt được và tái tạo kết quả này.

Trong khi NIF dựa vào các tia laser lớn và đắt đỏ, Pacific Fusion hy vọng họ chỉ cần hàng nghìn bộ chuyển mạch điện và tụ điện rẻ tiền hơn. Những tụ điện và công tắc này sẽ được phối hợp để tạo ra các xung điện khổng lồ, được tính thời gian chính xác — mỗi xung dài khoảng 100 nanogiyây.

Thách thức của Pacific Fusion là đảm bảo các tụ điện giải phóng năng lượng vào đúng thời điểm. Nếu không, viên nhiên liệu sẽ không nhận được đủ năng lượng để nén đủ nhanh và kích hoạt phản ứng hợp nhất.

Thiết bị trình diễn của công ty sẽ có 156 mô-đun máy xung đầy đủ. Mỗi mô-đun chứa 32 giai đoạn hình tròn và mỗi giai đoạn được bao quanh bởi 10 "viên gạch". Một viên gạch chứa hai tụ điện để lưu trữ điện và một công tắc để giải phóng nó.

Nguyên mẫu máy xung mà công ty vừa thử nghiệm có kích thước khoảng bằng một phần ba mô-đun đầy đủ. Nó chứa chín giai đoạn và 90 viên gạch, và đã giải phóng công suất đỉnh 440 gigawatt chỉ trong 80 nanogiyây.

"Nó đáp ứng tất cả các yêu cầu của chúng tôi để mở rộng quy mô xây dựng hệ thống trình diễn lớn," ông LeChien nói.

Khi nhà máy điện thử nghiệm sẵn sàng, Pacific Fusion có ý định bỏ qua điểm hòa khoa học và tiến thẳng đến điểm hòa nhà máy (facility breakeven), nơi thiết bị trình diễn tạo ra đủ năng lượng để cung cấp cho toàn bộ cơ sở.

"Bất kỳ phương pháp hợp nhất nào, bất kể công nghệ cụ thể của bạn là gì, đều phải vượt qua cột mốc đó," ông LeChien kết luận. "Đó là cột mốc kiến tạo lớn tiếp theo trong lĩnh vực hợp nhất."