Inertia Enterprises encontra uma maneira de produzir seu combustível de fusão rapidamente

A startup de fusão Inertia Enterprises afirmou ter encontrado uma maneira de reduzir o tempo necessário para fabricar suas pastilhas de combustível de vários dias para apenas minutos. 

Ao reduzir drasticamente o tempo de abastecimento de combustível, a Inertia afirma ter eliminado uma das 10 barreiras que precisa superar para concretizar a primeira fase de suas ambições de construir uma usina comercial. A startup deu à TechCrunch uma primeira olhada exclusiva no processo.

O avanço não era garantido: os investidores deram à Inertia US$ 450 milhões sob a premissa de que ela conseguiria comercializar a tecnologia desenvolvida no National Ignition Facility (NIF), que é um experimento científico elaborado que exige cuidado minucioso e manutenção para funcionar. No NIF, fabricar pastilhas de combustível pode levar uma semana ou mais e custar uma pequena fortuna. Essa não é uma boa receita para uma operação lucrativa.

“Mas quando você realmente analisa a fundo, pensa: 'Espere um minuto, eles estão fabricando apenas um punhado delas por ano'”, disse ao TechCrunch Jeff Lawson, cofundador e CEO da Inertia. “Coloquei meu chapéu comercial e pensei: 'Espere um minuto, eu conheço a palavra para isso: protótipos'.”

Na Inertia, a equipe começou a transformar esses protótipos em algo passível de fabricação em massa. “É por isso que estamos contratando pessoas vindas de empresas como a Apple”, disse ele. “Há um grupo de engenheiros industriais que pensa: ‘Certo, acho que tenho que descobrir como fabricar isso um bilhão de vezes em uma fábrica’.”

A pastilha de combustível do NIF está longe de ser um iPhone, no entanto. O exterior é uma casca de diamante esférica e, logo dentro, há uma fina camada de deutério e trítio congelados, os isótopos de hidrogênio que podem alimentar um reator de fusão. Dentro da camada cristalina há uma mistura de deutério e trítio gasosos. Cada camada sólida deve ser o mais próximo possível de uma esfera perfeita. 

Essas pastilhas de combustível são então envolvidas em invólucros de ouro conhecidos como hohlraums, que convertem a energia do laser em raios X que comprimem a pastilha de combustível em seu interior. Se tudo correr conforme o planejado, essa compressão faz com que os átomos se fundam e liberem energia. Mas até mesmo pequenas imperfeições na forma esférica podem atrapalhar o processo de ignição, impedindo que uma reação de fusão atinja todo o seu potencial.

A Inertia teve que condensar o processo a ponto de fazer sentido comercial sem se afastar muito da física descoberta no NIF. 

“O que acontece se você tentar fazer isso mais rápido?”, disse Lawson. A equipe tinha uma vantagem inicial: Annie Kritcher, cofundadora e cientista-chefe da Inertia, projetou o primeiro experimento de fusão no NIF que liberou mais energia do que consumiu.

Após várias rodadas de desenvolvimento, a startup conseguiu cultivar os cristais em cerca de 30 minutos, algo que poderia levar até uma semana no NIF. Ao todo, uma única pastilha de combustível pode ser feita em cerca de duas a três horas, e o processo pode ser ampliado para escala industrial. A Inertia desenvolveu o processo com a ajuda do NIF no Lawrence Livermore National Lab, com o qual a startup formou uma parceria público-privada.

A Inertia tem uma vantagem que o NIF não tem, no entanto. Como a startup planeja usar um laser quatro vezes mais potente do que o atualmente presente no NIF, ela pode tolerar mais imperfeições na pastilha de combustível. Isso também ajudou a acelerar o processo de fabricação.

“Na verdade, temos muita margem”, disse Lawson. “Essa é a nossa estratégia: sobredimensionar o nosso direcionador, o nosso laser, para nos dar muita margem para trabalhar em todas as outras partes do sistema.”

Reduzir o tempo de preenchimento de combustível tem o efeito colateral de diminuir a quantidade de trítio que a Inertia precisa manter em estoque a qualquer momento. O trítio é radioativo e manuseá-lo exige cuidado. Ele também é extremamente caro no momento, cerca de US$ 30.000 por grama, e há apenas cerca de 25 quilogramas estocados globalmente, de acordo com a revista Science. 

A Inertia, como muitas startups de fusão, planeja fabricar seu próprio trítio com a ajuda das reações de fusão, mas ainda precisa de algum estoque para começar. Além disso, reduzir o tempo de fabricação ajuda a manter o estoque pequeno. A Inertia espera que sua usina de energia comercial em escala real use 10 pastilhas de combustível a cada segundo.

“Ao reduzir a latência desta etapa, você tornou sua instalação menor; você tornou tudo mais rápido, tudo mais eficiente”, disse Lawson.