Công ty Commonwealth Fusion Systems (CFS của Mỹ) và Fujikura Ltd. (Nhật Bản) đã ký kết thỏa thuận lớn nhất thế giới từ trước đến nay về việc cung cấp băng siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) cho nhà máy điện nhiệt hạch thương mại ARC - dự án nhà máy điện nhiệt hạch thương mại đầu tiên trên thế giới.
Theo hợp đồng dài hạn này, Fujikura sẽ đầu tư mở rộng năng lực sản xuất để cung cấp hơn 10.000 km băng HTS cho dự án triển khai nhà máy điện nhiệt hạch ARC của CFS.
Hơn 10.000 km băng siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) được công ty Mỹ mua từ công ty Nhật để sử dụng trong nam châm siêu dẫn. Ảnh: Fujikura Ltd.
Chi tiết thỏa thuận
Ngày 30/9/2026, CFS và Fujikura công bố thỏa thuận mua hơn 10.000 km băng siêu dẫn nhiệt độ cao. Đây là đơn đặt hàng băng siêu dẫn nhiệt độ cao lớn nhất từ trước đến nay - một cột mốc quan trọng đối với chuỗi cung ứng nhà máy điện nhiệt hạch ARC.
Băng siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) của Fujikura cho phép đạt trạng thái siêu dẫn ở nhiệt độ cao hơn và tạo ra từ trường mạnh hơn. Băng HTS được sử dụng trong nam châm siêu dẫn để kiểm soát sự giam giữ plasma cho năng lượng nhiệt hạch, và được kỳ vọng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc hiện thực hóa một xã hội trung hòa carbon.
Đồ họa do AI thực hiện.
CFS đang đi tiên phong trong cuộc cách mạng năng lượng sạch thông qua ARC. Được thiết kế để tạo ra 400 Megawatt điện không phát thải carbon – đủ để cung cấp điện cho 150.000 hộ gia đình – ARC sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của Virginia đồng thời nâng cao độ tin cậy của lưới điện.
Bob Mamgaard, CEO kiêm đồng sáng lập của CFS, nhấn mạnh: "Sự hợp tác với Fujikura chứng tỏ rằng chúng tôi đang tích cực đặt hàng và chuẩn bị triển khai nhà máy điện ARC của mình ngay khi nhà máy nhiệt hạch SPARC đạt Q>1."
Ông nhấn mạnh rằng công ty rất vui mừng khi tìm được những đối tác hiểu rõ các ưu tiên sản xuất của mình, cùng chia sẻ sự cấp bách và sẵn sàng đầu tư cần thiết để cùng đáp ứng nhu cầu toàn cầu trong tương lai đối với nguồn năng lượng sạch quan trọng này.
Ông Naoki Okada, chủ tịch kiêm CEO của Fujikura Ltd., cho biết: "Thông qua thỏa thuận này, Fujikura sẽ tiếp tục củng cố vị thế của mình với tư cách là nhà cung cấp chính băng siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) cho các nhà máy điện hồ quang, đồng thời xây dựng nền tảng kinh doanh dài hạn cho những năm 2030 và xa hơn nữa, khi các nhà máy điện nhiệt hạch thương mại dự kiến bắt đầu hoạt động. Thông qua những nỗ lực này, Fujikura hướng đến mục tiêu góp phần đảm bảo một tương lai năng lượng bền vững."
Nhà máy nhiệt hạch ARC dự kiến sẽ bắt đầu phát điện cho lưới điện vào đầu những năm 2030. Nó được thiết kế để hoạt động trong 20 năm hoặc hơn.
Năng lượng nhiệt hạch và công nghệ siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS)
Năng lượng nhiệt hạch được giải phóng khi các hạt nhân nguyên tử nhẹ, chẳng hạn như deuterium và tritium, hợp nhất để tạo thành một hạt nhân khác, chẳng hạn như heli, trong một phản ứng tương tự như phản ứng tạo ra năng lượng mặt trời.
Nhiệt hạch đang thu hút sự chú ý ngày càng tăng vì nó được coi là "chén thánh" của sản xuất năng lượng sạch: Đó là một nguồn năng lượng liên tục, không phát thải, có thể mở rộng quy mô, an toàn và có thể triển khai ở hầu hết mọi nơi.
Nhiên liệu có thể được chiết xuất từ nước biển, làm cho nó gần như vô hạn và luôn sẵn có, đảm bảo an ninh năng lượng lâu dài.
Các nhà máy điện nhiệt hạch sử dụng từ trường giam giữ đòi hỏi từ trường cực mạnh để giữ plasma ở nhiệt độ khoảng 100 triệu độ C.
Băng siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) của Fujikura kết hợp khả năng dẫn điện cao với độ bền cơ học cao trong từ trường mạnh, làm cho nó phù hợp với các nam châm siêu dẫn mạnh mẽ được sử dụng để giam giữ và điều khiển plasma.
Nhờ từ trường mạnh hơn, nam châm HTS giúp các nhà máy điện nhiệt hạch trở nên nhỏ gọn hơn, điều này dự kiến sẽ giảm chi phí đầu tư và làm cho các nhà máy thương mại trở nên dễ xây dựng và có giá cả phải chăng hơn. Fujikura đã hỗ trợ nghiên cứu và phát triển của CFS bằng cách cung cấp băng HTS.
Hình ảnh thiết bị nhiệt hạch hình xuyến. Ảnh: RVA757connects
Các chất siêu dẫn nhiệt độ cao của Fujikura dựa trên quy trình IBAD (lắng đọng hỗ trợ chùm ion) độc quyền của hãng, được phát triển vào năm 1991. Chúng thể hiện điện trở bằng không ngay cả ở nhiệt độ nitơ lỏng (−196°C) và có thể dẫn dòng điện cao mặc dù tiết diện nhỏ.
Bởi vì băng dẫn duy trì dòng điện tới hạn cao ngay cả trong từ trường mạnh, nó là vật liệu quan trọng để tạo ra các lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ gọn, từ trường mạnh.
Trong một tokamak - một thiết bị nhiệt hạch hình xuyến - từ trường mạnh được tạo ra bởi các cuộn dây từ trường hình xuyến, cuộn dây từ trường hình cực và một cuộn dây điện từ trung tâm, tất cả đều sử dụng chất siêu dẫn nhiệt độ cao.
Tham khảo: Science
