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2024-07-20 11:13
作者 | 林晴晴
编辑 | 袁斯来
36氪获悉,近日,新材料研发生产商「复鑫力」新材料科技有限公司完成数千万元人民币天使轮融资,参与投资的机构包括星纳赫资本、汇石置柏、瑞奕资本、新港高投、拉尔夫创投和欧拉韦伯投资。
「复鑫力」2023年成立于南京,专注于核聚变工程领域,自2015年开始针对核聚变装置进行核心部件的研发工作,成功研发出国际热核聚变装置(ITER)和中科院核聚变装置的核心零部件,并实现了规模化应用,是核聚变装置大尺寸核心高热部件的核心供应商。公司的核心产品为核聚变超导线圈接头盒、偏滤器、限制器、产氚包层,及利用特种焊接工艺生产各种层状金属复合材料。
可控核聚变是新质生产力中一个炙手可热的概念,近年来这个概念正在不断成为现实。Keytone ventures曾做出预测,全球核聚变市场规模将从2022年的964亿美元增长至2027年的1951亿美元,复合增速为6%。国内方面,预计到2030年,可控核聚变市场规模有望达到2800亿元。
核裂变是重元素原子核分裂成质量较轻的元素时释放能量的过程,而核聚变则是轻质量元素的原子核结合成更重的核时放出的能量。相比于目前使用的核裂变,比如核电站和原子弹,可控核聚变要更安全、能源储备也更加丰富,而且产生的废物也少得多。作为一种能量来源,因其燃料丰富、清洁、安全性高和能量密度大等优点,被普遍认为是终极能源解决方案。
环形托卡马克被普遍认为是最有希望实现可控核聚变的装置,也是目前主流的研究方向。我国的东方超环(EAST)和国际热核聚变实验堆(ITER)均利用其来尝试实现核聚变反应过程。
目前国内可控核聚变装置在运行的主要有EAST装置、环流3号装置,在建的有BEST装置,筹建的有中国未来聚变实验堆CFETR,洪荒170(能量奇点)。可控核聚变托卡马克产业链主要集中于主体部分,包括磁体系统、包层模块、偏滤器、面向等离子体材料(包层第一壁、偏滤器靶板材料)、增殖单元材料(中子倍增剂)等环节。
基于此前特种焊接领域和金属复合材料领域研发的多年行业经验,「复鑫力」从接触核聚变领域开始,就主要研发偏滤器和超导接头盒。
核聚变发电的第一条件是要确保上亿度高温等离子体运行,“锅底”不烧穿。因此,耐热维稳成了重要的把控指标。在核聚变装置中,偏滤器是核聚变堆的关键组成部分、最高耐热部件。其主要功能是有效地屏蔽来自器壁的杂质,排出来自等离子体产生的粒子流和热流。过去,长期以来,高热负荷偏滤器均采用的是一种钨铜串靶板结构,其散热效率一般为10MW/㎡。
EAST“人造小太阳”偏滤器原型件
据「复鑫力」创始人段绵杰介绍,团队首创研发的不锈钢/铬锆铜/无氧铜/钨4层偏滤器平板靶板,近年来将其承受热负荷逐步从5MW/㎡提升至20MW/㎡,实现了20MW/m2的稳定输出,并在2019年顺利完成了国内核聚变研究装置EAST的下偏滤器改造项目,改造后的偏滤器装置稳定运行,保障了EAST连续多次创造世界等离子体运行记录。
2023年,「复鑫力」顺利承接了CRAFT偏滤器原型件建造任务,该原型件设计运行指标为稳态20MW/m2,瞬态30MW/m2,长度约6米,高度约5米,是目前已知最大规模的聚变堆偏滤器,且采用全新的耐中子辐照的材料制造,可长期运行在氘氚反应环境下。该CRAFT偏滤器超ITER的指标和规模,走在世界先进行列。2024年,「复鑫力」又承接了BEST聚变装置偏滤器的首件建造任务,该型偏滤器设计指标15MW/m2,采用钨铜串与平板靶板复合结构,可短暂运行氘氚反应,目前建造顺利进行中。
中国未来聚变实验堆(CFETR)偏滤器原型件(建造中)
此外,在核聚变装置中,超导磁体线圈形成“磁笼”可将上亿度的等离子体约束,是最核心部件。一个线圈造价达数亿元,要想实现磁约束,超导线圈搭接的接口问题也是重要的考验。在工程中,受到线缆长度限制,超导线缆需要用多组接头盒搭接,该接头盒是超导线缆链接的关键元件。
36氪了解到,对比竞品公司美国公司Nobel成品率仅有60%,而「复鑫力」生产的专利超导接头盒,初检复检均 100%合格,其800个接头盒应用在国际热聚变实验装置(ITER)的建造中,实现了国产替代。
当前,「复鑫力」核心产品超导线圈接头盒和偏滤器已实现商业化、规模化应用,实现国际及国内核聚变装置的批量供货,产氚包层目前已初步完成预研工作。公司是国内超导线圈接头盒的唯一供应商,是偏滤器产品的头部供应商。
客户方面,「复鑫力」合作客户覆盖全球,包括规模最大的国际热核聚变实验堆ITER项目及国内所有以及建设中的核聚变试验项目,包括中科院体系下的“人造太阳”(EAST项目)、紧凑型核聚变实验装置(BEST项目)、中国聚变工程实验堆(CFETR项目),以及国内首家聚变能源商业化公司能量奇点等。
段绵杰表示,“我们立志于成为核聚变产业的卖铲人,向全球聚变方案商提供高热负荷、高可靠性关键部件,协助突破可控核聚变稳态运行的瓶颈;我们计划从核聚变产业出发,加快技术在民用高端市场的渗透,目前已经开始向石油、化工领域导入,并期待更多产业,比如能源、航空航天领域的合作。”
团队方面,「复鑫力」核心成员长期从事金属复合材料的设计、研发及复合材料特种加工与特种焊接领域,尤其擅长于特种异种材料的爆炸焊、钎焊、HIP焊、电子束焊和激光焊接工艺。
投资人观点:
星纳赫资本肖博天表示:核聚变行业是我们认为未来10年有望实现商业化突破的革命性行业,高温超导材料和AI应用对磁约束控制的加强将大大加快核聚变的商业应用。复鑫力拥有长期耕耘高端特种焊接技术的稀缺团队,深耕核聚变核心部件多年,参与过国内外重大项目,拥有深厚的技术沉淀和突出的产品化能力,是聚变领域重要的卖铲人。我们星纳赫将长期支持公司发展,在国家核聚变商业化加快的背景下,助力中国战略新质生产力发展。
汇石置柏资本投资总监赵春草表示:「复鑫力」承建CRAFT偏滤器原型件,采用新型耐辐照材料,满足氘氚环境下的长期运行需求,这一成就超越了当前国际标准,确立了行业标杆,展示了处理超大规模、高技术要求项目的实力。另外,在超导磁体线圈接口解决方案上,「复鑫力」生产的专利超导接头盒实现了100%合格,超越了国际竞争者,成功应用于国际热聚变实验装置(ITER),标志着中国在核聚变核心部件制造上的重大突破和国产替代能力的提升。
拉尔夫创投表示:「复鑫力」团队在核聚变科技领域彰显了卓越的创新能力和工程实践精神,其在偏滤器技术与超导磁体线圈接口解决方案上的突破,不仅推进了中国在核聚变研究中的领先地位,更在工程应用和产业转化上迈出了坚实步伐,为中国乃至全球的核聚变能源研究开辟了新路径,展现了中国在高科技领域日益增强的创新能力和国际竞争力。我们相信未来,「复鑫力」有望继续领跑核聚变科技前沿,为人类能源未来的可持续发展贡献力量。