Zap Energy 是一家聚变能源初创公司，致力于通过低成本的商业化发电途径，上周表示，它已朝着测试其研究人员认为最终将产生比消耗更多电力的系统迈出了重要一步。
这一点被视为解决世界能源挑战的里程碑，同时摆脱了化石燃料。 一个 新兴的全球产业 由近三打初创企业和巨额资助的政府发展项目组成，正在追求各种概念。 总部位于西雅图的 Zap Energy 之所以脱颖而出，是因为它的方法——如果可行的话——将比其他公司正在做的更简单、更便宜。
今天的核电站基于裂变，它捕获分裂原子释放的能量。 除了高温之外，该过程的副产品还包括几个世纪以来仍具有放射性的废物。 核聚变另一方面，它复制了太阳内部发生的过程，在这个过程中，引力将氢原子融合成氦。
半个多世纪以来，物理学家一直在追求基于受控聚变反应的商业发电厂的愿景，基本上是装瓶太阳能。 这样的发电厂产生的电力将比消耗的电力多很多倍，而且没有放射性副产品。 但没有一个研究项目接近目标。 尽管如此，随着对气候变化的担忧加剧，人们对该技术的兴趣越来越大。
“我们认为融合成为我们能源组合的一部分至关重要，”Zap Energy 总裁 Benj Conway 说。
虽然许多竞争性的努力使用强大的磁铁或激光脉冲来压缩等离子体以引发聚变反应，但 Zap 正在寻求一种由华盛顿大学和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的物理学家开创的方法。
它依赖于成形的等离子气体——一种带能量的粒子云，通常被描述为物质的第四种状态——当电流流过两米长的真空管时，它被电流产生的磁场压缩。 该技术被称为“剪切流 Z-pinch”。
Zap Energy 的“紧缩”方法并不新鲜。 它可能早在 18 世纪就已经在雷击的影响中被观察到，并且自 1930 年代以来一直被提议作为通往聚变能量的途径。 虽然在雷击和太阳耀斑中自然会发生夹伤，但工程师面临的挑战是在脉冲中稳定足够长的电力和磁力——以百万分之一秒为单位测量——以产生辐射来加热周围的熔融金属幕。
退休的华盛顿大学核工程师兼 Zap Energy 首席技术官布赖恩·尼尔森表示，该公司已成功地将等离子体注入一个新的、更强大的实验反应堆核心。 它现在正在完成一种旨在提供足够能量的电源，以使公司能够证明生产比消耗更多的能量是可能的。
Zap 研究人员说，如果他们的系统被证明是可行的，那么它将比基于磁体和激光限制的竞争系统便宜几个数量级。 预计其成本与传统核电大致相同。
尝试 Z-pinch 设计的研究人员发现不可能稳定等离子体并放弃了这个想法，转而采用磁体方法，称为 托卡马克反应堆.
华盛顿大学物理学家在稳定流动等离子体产生的磁场方面取得了进展，这使该集团于 2017 年成立了 Zap Energy。该公司已筹集了超过 1.6 亿美元，其中包括来自雪佛龙的一系列投资。
据聚变工业协会称，最近聚变燃料和先进磁体的技术进步导致私人投资急剧增加。 全球有 35 家核聚变公司，私人资金已超过 40 亿美元，其中包括来自山姆·奥特曼、杰夫·贝佐斯、约翰·多尔、比尔·盖茨和克里斯·萨卡等知名技术投资者。 盖茨先生和萨卡先生投资了 Zap 最近的一轮融资。
但仍有一些持怀疑态度的人认为，聚变能源研究的进展在很大程度上是海市蜃楼，近期的投资不太可能很快转化为商业聚变系统。
去年秋天，普林斯顿大学退休等离子体物理学家 Daniel Jassby 在美国物理学会的通讯中写道，美国正处于另一轮“聚变能热”的中间，自 1950 年代以来每十年来来去去。 他认为，初创公司声称他们正在成功构建产生比消耗更多的能源的系统的说法在现实中是没有根据的。
“人们普遍认为这些说法完全是由于发起人和实验室发言人的有效宣传，”他写道。
Zap Energy 的物理学家和高管在上周接受采访时表示，他们相信他们在一年内就证明了他们的方法能够达到人们长期追捧的能源收支平衡点。
如果他们这样做了，他们将在一系列研究努力（可追溯到上世纪中叶）失败的地方取得成功。
Zap Energy 的物理学家表示，他们已经在一系列经过同行评审的技术论文中证明了他们的方法具有“缩放”能力，以产生急剧增加的中子，这些论文记录了他们很快将开始测试的计算机生成的模拟。
该系统的发电厂版本将在移动熔融金属中覆盖反应堆堆芯，以捕获产生强烈热量的中子爆发，然后将其转化为蒸汽，进而发电。
Zap Energy 联合创始人、华盛顿大学教授、物理学家 Uri Shumlak 说，每个反应堆核心将产生约 50 兆瓦的电力，大约足以为至少 8,000 个家庭供电。
他说，他们现在的技术挑战是确认他们用计算机模拟了什么。 这将包括确保等离子体的 Z-pinch 聚变部分保持稳定，并且他们能够设计出能够在反应堆的强烈聚变环境中存活的电极。
康威先生说，他希望 Zap 能够迅速证明他们的概念，不像过去那样大规模、高成本的开发工作，就像“每 10 年制造一个价值 10 亿美元的 iPhone 原型机”。