Wenn es um Fusionsenergie geht, gibt es zwei grundsätzliche Ansätze: Erstens, man erzeugt hier auf der Erde einen kleinen Stern, der durch starke Magnetfelder an seinem Platz gehalten wird. Zweitens, man verwendet intensive Laserstrahlen, um eine Reihe noch kleinerer Sterne zu erzeugen, wiederholt den Prozess jedoch mehrere Male pro Sekunde.
Moritz von der Linden sieht Letzteres positiv. In einer Welt, die sich im Wettlauf mit fossilen Brennstoffen von der Bildfläche verabschiedet, verspricht die Fusionsenergie eine praktisch unbegrenzte Energiequelle zu sein, die mit Hilfe weithin verfügbarer Materialien heißere Bedingungen als auf der Sonnenoberfläche schaffen kann.
Die meisten Analysten glauben jedoch, dass die kommerzielle Nutzung der Fusionsenergie noch mindestens ein Jahrzehnt entfernt ist und dass sie mit erneuerbaren Energien und Batteriespeichern konkurrieren muss, die von Jahr zu Jahr billiger werden. „Die Fusion muss schnell und billig kommen“, sagt der Mitbegründer und CEO von Marvel Fusion sagte TechCrunch. „Sonst braucht es niemand, und niemand wird bereit sein, dafür zu bezahlen.“
Marvel Fusion ist eines von mehreren Unternehmen, die sich mit der sogenannten Trägheitsfusion beschäftigen. Dabei handelt es sich um denselben grundlegenden Ansatz, der auch in der National Ignition Facility verwendet wird, einem Labor des Energieministeriums, das 2022 bewies, dass kontrollierte Fusionsreaktionen mehr Energie erzeugen können, als zu ihrer Zündung nötig ist. Das ist ein hilfreicher Meilenstein für jedes Startup, das sich mit dieser bislang schwer fassbaren Technologie beschäftigt.
Während die Laser von NIF auf jahrzehntealten Designs basieren, nutzt Marvel modernste Technologie, um die Leistung und Effizienz seiner Laser zu verbessern. Das Startup wird in Kürze in Zusammenarbeit mit der Colorado State University eine Demonstrationsanlage errichten, in der es hofft, mit zwei 100-Joule-Lasern seine Kerntechnologie unter Beweis zu stellen. Der Spatenstich erfolgte am 16. Oktober, und von der Linden geht davon aus, dass die Anlage Anfang 2027 betriebsbereit sein wird.
Diese Laser werden schneller feuern als ein Wimpernschlag – im Femtosekundenbereich, also einer Milliardstelsekunde – und ein nanostrukturiertes Ziel mit Photonen bombardieren, die dessen Elektronen wegsprengen und die verbleibenden positiv geladenen Ionen zerstreuen. Diese Ionen werden dann auf Marvels Brennstoff treffen und eine Fusionsreaktion auslösen. Derzeit verwendet das Unternehmen hauptsächlich eine Mischung aus Wasserstoff und Bor, doch von der Linden sagt, dass das Unternehmen einen „gemischten Brennstoff“-Ansatz verfolgt, um sich alle Optionen offen zu halten, falls eine vorteilhaftere Kombination auftaucht.
Im Vergleich zu NIFs Brennstoffpellet, das in einem ein Zentimeter großen Hohlraum aus Gold untergebracht ist, dessen Herstellung und Beladung zwei Wochen dauert, wurden Marvels Brennstoff und Ziel für die Massenproduktion entwickelt. Der Brennstoff selbst ist bei Raumtemperatur fest und daher einfacher zu handhaben als NIFs Brennstoff, der entweder auf gasförmigen oder kryogen gefrorenen Wasserstoffisotopen basiert. Marvels Ziel ist ebenfalls einfacher, da es aus Silizium und nicht aus Gold besteht.
„Das war eine Art Erwachen“, sagte von der Linden. „Als die Physiker herausfanden, dass Silizium besser funktioniert, sagten die Target-Leute: ‚Halleluja! Wir können die Standardlithografie aus der Chipherstellung verwenden.‘“ Für die Abmessungen, die Marvel herstellen will, etwa 50 bis 80 Nanometer pro Struktur, kann das Unternehmen Halbleiterfertigungsanlagen verwenden, die bis zu zehn Jahre alt sind. Es kann etwa 5.000 Targets auf einem Standard-300-Millimeter-Wafer herstellen.
Wenn die Experimente in Colorado wie geplant verlaufen, wird das Unternehmen die Energie beider Laser im Jahr 2028 oder 2029 erhöhen. Um diese Meilensteine zu erreichen, hat Marvel kürzlich in einer Serie-B-Finanzierungsrunde 62,8 Millionen Euro aufgebracht, teilte das Unternehmen TechCrunch exklusiv mit. HV Capital leitete die Runde mit Beteiligung von b2venture, BayernKapital, der Deutschen Telekom, SPRIND und Tenglemann Ventures. Das Unternehmen wurde außerdem vom Europäischen Innovationsrat für einen Zuschuss von 2,5 Millionen Euro und bis zu 15 Millionen Euro Eigenkapitalinvestition ausgewählt, die, falls getätigt, eine Verlängerung dieser Runde darstellen wird.
Marvels erster Prototyp im kommerziellen Maßstab soll laut von der Linden etwa 2032 oder 2033 fertiggestellt sein und zwischen 10 und 20 Zwei-Kilojoule-Laser enthalten. „Mit 20 Lasern sind wir in der Lage, die Beschleunigung der Ionen wirklich zu steuern.“ Jeder Laser wird etwa zehnmal pro Sekunde feuern.
Das wird der Moment der Wahrheit sein. Die Anlage des Unternehmens in Colorado wird zwar ein nützlicher Meilenstein sein, aber „es ist wie das Fahren eines Ferraris mit einem Zweizylindermotor“, sagte von der Linden. „Er wird sich bewegen, aber er wird nicht tun, was er tun soll“, was im Fall von Marvel darin besteht, eine brauchbare Menge an Energie zu erzeugen. Wenn der Prototyp in Originalgröße alle, äh, Laser abfeuert, hat das Startup eine Chance, die Fusionsziellinie zu überqueren. Das Rennen hat begonnen.
