Füzyon enerjisinin yakıtı için lityum-6 üretmeye hazırlanıyor

Füzyon enerjisi, elektrik şebekelerine ulaşabilirse yalnızca reaktör teknolojisini değil, yakıt tedarik zincirini de yeniden şekillendirebilir. Japonya’daki Hirosaki Üniversitesinden lisanslanan bir teknolojiyle çalışan Licube, bu zincirin kritik parçalarından biri olan lityum-6 izotopunu üretmeye odaklanıyor. Girişim, doğal lityumun içindeki izotopları ayırarak füzyon santrallerinde kullanılabilecek yüksek saflıkta malzeme sağlamayı hedefliyor.

Füzyon reaktörlerinin çoğu, yakıt olarak döteryum ve trityum karışımına dayanacak şekilde tasarlanıyor. Döteryum doğada erişilebilir miktarda bulunurken trityum oldukça nadir. Bu nedenle planlanan santrallerin tamamını çalıştırmaya yetecek trityumun hazır biçimde bulunmadığı kabul ediliyor. Füzyon şirketlerinin çözüm olarak üzerinde durduğu yöntem ise trityumu santralin içinde üretmek.

Trityum üretiminde lityumun rolü

Füzyon reaksiyonu sırasında yüksek hızla hareket eden nötronlar açığa çıkıyor. Tasarlanan sistemlerde reaktörün çevresine lityum içeren bir örtü yerleştirilmesi planlanıyor. Bir nötron lityum atomuna çarptığında atom helyum ve trityuma ayrılabiliyor. Santral, ortaya çıkan trityumu toplayıp arıtarak yeniden reaktör yakıtı olarak kullanabilecek.

Ancak doğal lityumun tamamı bu süreç için aynı verimliliği sunmuyor. Lityum, ağırlıkları farklı olan lityum-6 ve lityum-7 izotoplarından oluşuyor. Nötron yakalama ve trityum üretimi açısından lityum-6 daha elverişli. Buna karşın doğal lityumun yalnızca yaklaşık yüzde 7,5’ini oluşturuyor; geri kalan büyük bölüm lityum-7’den meydana geliyor.

İki izotopu birbirinden ayırmak teknik olarak zor ve bugün bu işlem için küresel kapasite sınırlı. Bu durum, füzyon santrallerinin yalnızca reaktör tasarımı ve plazma kontrolüyle değil, gerekli yakıt malzemelerinin tedarikiyle de karşı karşıya kalacağını gösteriyor. Licube, kendi teknolojisini bu açığı kapatabilecek bir üretim yöntemi olarak konumlandırıyor.

Seramik membran üzerinden çalışan sistem

Licube’un yöntemi, kimyasal reaksiyonları elektrik akımıyla yönlendiren elektrolizör temeline dayanıyor. Şirketin açıklanan çalışma modelinde lityum, seramik bir membranın bir tarafındaki sıvı içinde çözülüyor. Elektrik akımı membranın iki tarafı arasında ilerlediğinde lityum-6, lityum-7’ye kıyasla daha hızlı hareket ediyor. Böylece lityum-6 açısından zenginleşen sıvı ayrıştırılabiliyor.

Girişimin hedefi, elde edilen malzemenin saflığını en az yüzde 99,995 lityum-6 seviyesine çıkarmak. Bu düzeyde zenginleştirilmiş lityum, füzyon şirketlerinin santral içindeki trityum üretim sistemlerine beslenebilecek. Teknolojinin ticari ölçekte ne kadar hızlı ve düşük maliyetli çalışabileceği ise füzyon santrallerinin yaygınlaşma takvimiyle birlikte belirleyici olacak.

Licube’un kurucu ortağı ve üst yöneticisi Yohei Kiguchi, füzyon enerjisinin hayata geçmesi hâlinde lityum-6 pazarının 2040’a kadar 50 milyar dolara ulaşabileceğini öngörüyor. Bununla birlikte şirket, füzyon santrallerinin kurulmasının birkaç yıl gecikebileceğini de hesaba katıyor. Bu nedenle girişim, aynı arıtma teknolojisini füzyon dışındaki sektörlere sunmayı planlıyor.

Füzyon gecikirse alternatif kullanım alanları

Licube, lityum izotopu arıtma çözümünü yarı iletken, ilaç, fisyon reaktörü ve uzay aracı endüstrilerinde kullanmayı amaçlıyor. Böylece füzyon enerjisinin ticari pazara ulaşması beklenirken teknolojinin farklı alanlardan gelir elde etmesi hedefleniyor. Şirketin yaklaşımı, yalnızca gelecekteki santrallere bağlı kalmak yerine mevcut endüstriyel ihtiyaçları da değerlendirmeye dayanıyor.

Girişim, San Francisco’da düzenlenen Startup Battlefield sunumları kapsamında sahne alan 20 girişimden biri olarak tanıtılıyor. Füzyon şirketleri ilk elektrik santrallerini kurmak için hâlâ yıllara ihtiyaç duyarken Licube, bu ekosistemin yakıt tarafında şimdiden konumlanmaya çalışıyor.

Kiguchi’nin girişimi kurma motivasyonu, Fransa’nın güneyinde inşa edilen deneysel füzyon reaktörü ITER’i ziyaret etmesinin ardından şekillendi. Daha önce Japonya’da enerji şirketi Enechange’i yöneten Kiguchi, emeklilik için erken olduğunu düşünerek enerji alanında daha büyük bir hedefe yöneldi. Licube’un önündeki temel sınav ise laboratuvar ölçeğindeki izotop ayrıştırma yaklaşımını, füzyon sektörünün ihtiyaç duyacağı güvenilir ve yüksek hacimli üretime dönüştürmek olacak.