Công ty khởi nghiệp tiết lộ nguyên mẫu thiết bị nguồn nhiệt sử dụng công nghệ chuyển đổi hạt nhân
Người ta công bố rằng nó sẽ tỏa ra lượng nhiệt gấp năm lần trong năm tháng và đặt mục tiêu đưa vào sử dụng thực tế vào năm 2027.
2025/05/07 11:51
Vỏ chứa mô-đun nhiệt đầu tiên
(Nguồn: Cool Fusion)
Mô-đun nhiệt số 1
(Nguồn: Cool Fusion)
Ngày 1 tháng 5, công ty liên doanh Cool Fusion (Thành phố Sapporo) thông báo đã thành công trong việc tạo ra nhiệt dư ổn định vượt quá năng lượng đầu vào trong năm tháng bằng cách sử dụng một thiết bị nguồn nhiệt tận dụng nhiệt giải phóng trong quá trình chuyển đổi hạt nhân.
Thiết bị nguồn nhiệt này là mô-đun phản ứng kim loại có đường kính khoảng 7 cm và dài 30 cm. Khí hydro nhẹ được niêm phong bên trong kim loại được gia công chính xác và được nung nóng tới 300-500 độ, liên tục tạo ra nhiệt (nhiệt dư) vượt xa nhiệt lượng đầu vào. Trong các thí nghiệm sử dụng nguyên mẫu, công ty đã thành công trong việc tạo ra công suất nhiệt khoảng 2kW cho công suất đầu vào khoảng 400W và duy trì hệ số hiệu suất COP (công suất nhiệt gấp năm lần công suất đầu vào) ở mức khoảng 5,0 (công suất nhiệt gấp năm lần công suất đầu vào) trong khoảng thời gian năm tháng từ tháng 11 năm 2024 đến tháng 3 năm 2025.
Nguyên lý giải phóng nhiệt do quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử về cơ bản giống với nguyên lý của lò phản ứng thực nghiệm nhiệt hạch ITER, hiện đang được phát triển trong khuôn khổ quốc tế bao gồm Nhật Bản, Hoa Kỳ và Châu Âu. Lượng năng lượng khổng lồ được giải phóng do sự thiếu hụt khối lượng đi kèm với sự hợp nhất các nguyên tử hydro được trích xuất dưới dạng nhiệt bằng cách sử dụng bộ trao đổi nhiệt.
Tuy nhiên, trong khi phản ứng tổng hợp nhiệt hạch hướng tới mục tiêu đạt được phản ứng tổng hợp hạt nhân trong đó các hạt nhân deuterium và tritium, là các đồng vị hydro, được kết hợp với nhau ở trạng thái plasma ở nhiệt độ hơn 100 triệu độ, thì hệ thống phản ứng lần này sử dụng hydro nhẹ và có thể đạt được phản ứng ở nhiệt độ 500 độ.
Hiện tượng đạt được sự biến đổi hạt nhân ở nhiệt độ thấp như vậy trước đây được gọi là "phản ứng tổng hợp lạnh". Khi các nhà nghiên cứu tại Đại học Utah báo cáo hiện tượng này vào năm 1989, nó đã thu hút sự chú ý của toàn thế giới. Báo cáo từ Đại học Utah nêu rằng khi nhúng điện cực paladi vào nước nặng và truyền điện qua chúng, người ta quan sát thấy nhiệt lượng dư thừa tỏa ra mà không thể giải thích bằng phản ứng hóa học. Vào thời điểm đó, hiện tượng này rất khó tái tạo và nghiên cứu trong lĩnh vực này cũng suy yếu. Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu vẫn tiếp tục nghiên cứu của họ một cách đều đặn và ngoài phương pháp điện cực, họ đã báo cáo các hiện tượng như sinh nhiệt liên quan đến sự hấp thụ deuterium trong các hạt nano paladi và chuyển đổi nuclit liên quan đến sự thẩm thấu của khí deuterium qua màng paladi mỏng và khả năng tái tạo đang dần được cải thiện. Ngoài ra còn có báo cáo về hệ thống phản ứng sử dụng hydro thay vì deuterium và các địa điểm phản ứng sử dụng kim loại khác ngoài paladi.
Cả hai phản ứng này đều được gọi là "phản ứng hạt nhân vật chất ngưng tụ" hoặc "phản ứng hạt nhân trong chất rắn" vì chúng xảy ra khi hydro ngưng tụ bên trong kim loại và cũng được gọi là "phản ứng hạt nhân năng lượng thấp" trái ngược với phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Các hội nghị quốc tế về các phản ứng này cũng được Hội đồng Tổng hợp Lạnh Quốc tế (ICCF) tổ chức thường xuyên.
Tuy nhiên, những hiện tượng này không thể giải thích được bằng vật lý hiện đại, và vì không có lý thuyết mới nào được đưa ra nên chắc chắn có nhiều người còn hoài nghi.
Tại Nhật Bản, dự án Clean Planet (Chiyoda-ku, Tokyo) đang hướng tới mục tiêu thương mại hóa trong lĩnh vực này. Công ty đã sản xuất một nguyên mẫu với mục đích sản xuất hàng loạt và hiện đang tiến hành thử nghiệm trình diễn. Kế hoạch là xây dựng một nhà máy thí điểm tại thành phố Kawasaki vào năm 2030 và thiết lập hệ thống sản xuất hàng loạt.
Ngoài ra, Tiến sĩ Tadahiko Mizuno, người đã tiến hành nghiên cứu trong lĩnh vực này tại Đại học Hokkaido, đã thành lập Trung tâm Phát triển Ứng dụng Công nghệ Hydro (Sapporo) và tiếp tục nghiên cứu và phát triển tại đó. Cool Fusion, công nghệ được công bố lần này, là sản phẩm hợp tác phát triển với Tiến sĩ Mizuno. Tuy nhiên, điều duy nhất được tiết lộ về phương pháp Cool Fusion lần này là "khí hydro nhẹ được niêm phong bên trong kim loại được xử lý chính xác". Người ta không rõ loại kim loại nào đang được xử lý và xử lý như thế nào, và cũng không có tài liệu hỗ trợ nào được công bố.
Ngoài ra, có vẻ như công nghệ này chưa đạt đến giai đoạn tự duy trì nhiệt, khi nhiệt dư thừa cho phép phản ứng tiếp tục liên tục và ở giai đoạn hiện tại, công nghệ này được định vị là công nghệ tiết kiệm năng lượng với COP cao cho các quy trình gia nhiệt.
Cool Fusion có kế hoạch tăng cường hợp tác với chính quyền địa phương và các viện nghiên cứu, trước tiên sẽ tiến hành trình diễn tại các khu vực có ý nghĩa xã hội cao, chẳng hạn như nguồn điện khẩn cấp trong trường hợp xảy ra thảm họa và hỗ trợ sưởi ấm ở các vùng lạnh. Cụ thể, giai đoạn đầu tiên (2025-27) sẽ bao gồm các thí nghiệm trình diễn và tối ưu hóa hiệu suất như một mô-đun nguồn nhiệt công nghiệp, giai đoạn thứ hai (2028-30) sẽ bao gồm việc phát triển và trình diễn hệ thống phát điện nhiệt và giai đoạn thứ ba (2030 trở đi) sẽ bao gồm việc mở rộng sang nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau và mở rộng ra quốc tế.
