Os pesquisadores estão ajustando uma receita no complexo de escritórios da Zeno Power, no distrito de Seattle Lake Union-mas não é o tipo de receita que você pode testar. Em vez disso, esta receita especifica os ingredientes para um novo tipo de bateria nuclear, e o Zeno espera ter uma revisão brilhante.
“Nossa visão para o Zeno é construir dezenas e, eventualmente, centenas desses sistemas de energia todos os anos”, disse-me o CEO e co-fundador da Zeno, Tyler Bernstein, durante uma recente turnê pela instalação de 15.000 pés quadrados. “Então, queremos ter certeza de que, desde os primeiros dias, enquanto desenvolvemos o processo de como construímos essas fontes de calor, estamos fazendo isso de uma maneira que podemos escalar muito rapidamente para atender à demanda que estamos vendo de clientes do governo e comerciais”.
A Zeno Power planeja demonstrar seu primeiro sistema de energia de radioisótopos em grande escala em 2026 e entregar suas primeiras baterias nucleares construídas comercialmente até 2027. As aplicações potenciais variam desde a infraestrutura de alimentação no fundo do oceano, até a manutenção de máquinas operacionais no Ártico até a cobrança de rovers na lua.
A idéia por trás da bateria nuclear volta a décadas: geradores termoelétricos de radioisótopo-que convertem o calor emitido por materiais radioativos em eletricidade-possui dispositivos alimentados que variam de experimentos da era da Apolo na lua, a rovers em Marte, até a sonda interplanetária que passou por Plutão.
Esses dispositivos foram alimentados pelo Plutônio-238, que é relativamente caro e escasso. O ZENO está trabalhando em um novo tipo de bateria nuclear que usa um isótopo radioativo diferente, Strontium-90. Esse isótopo é normalmente produzido em reatores de fissão nuclear. É mais abundante e menos caro que o plutônio; No entanto, as baterias movidas a estrôncio são tipicamente mais volumosas que as baterias movidas a plutônio, restringindo seu uso.
Zeno está apostando que sua tecnologia-com efeito, sua receita para fabricar uma fonte de calor à base de estrôncio-mudará a equação de custo a seu favor, abrindo novas aplicações para baterias nucleares. E você pode pensar no Seattle Lab da Zeno como a cozinha de teste da empresa.
Zeno começou em 2018 como um spin-off na Universidade Vanderbilt e atualmente tem escritórios em Seattle e Washington, DC, muitos de seus mais de 65 funcionários trabalham em Seattle. “Hoje temos cerca de 45 pessoas aqui”, disse Bernstein, que estava visitando da DC quando falamos. “E nos próximos anos cresceremos para cerca de 75 pessoas aqui.”
Os pesquisadores de Zeno e seus colaboradores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico aumentaram um sucesso precoce em 2023, quando demonstraram uma fonte de calor que fez uso de estrôncio-90. Agora, a equipe de Seattle está testando diferentes combinações de ingredientes para tornar o sistema de energia da Zeno o mais eficiente possível.
Atualmente, a operação de Seattle usa um isótopo não radioativo, estrôncio-88, e prepara manualmente centenas de receitas diferentes que funcionariam com o estrôncio-90. A receita mais promissora será usada em uma instalação elétrica da Westinghouse na Pensilvânia para fabricar as fontes de calor de grau de produção da Zeno.
Durante minha visita ao laboratório de Seattle, os químicos de Zeno mostraram os pellets de teste que eles usam em seus experimentos. Os pellets que saem das impressoras do laboratório geralmente parecem baterias de relógio de meia polegada de largura, mas o Zeno também faz com que os discos dimensionados de material experimental estejam mais próximos do tamanho das medalhas no estilo olímpico. Esses pellets maiores se assemelham àqueles que eventualmente serão usados nas fontes de calor nucleares em grande escala de Zeno.
Em outro espaço de laboratório, uma impressora 3D pode produzir protótipos para outros componentes das baterias de Zeno, incluindo um estojo para a fonte de calor que se parece com uma pequena garrafa térmica. (E, de fato, os funcionários da Zeno receberam garrafas térmicas que parecem suas fontes de calor. Cada garrafa de presente era personalizada com as iniciais e o número do funcionário do funcionário.)
Em um piso diferente das instalações da Zeno, um laboratório separado está sendo preparado para experimentos que usarão materiais radioativos de baixo nível. Esse laboratório possui um conjunto de caixas de luvas cheias de argônio que os pesquisadores poderão usar para lidar com esses materiais de teste com segurança.
Bernstein me disse que o Zeno está planejando três linhas de produtos. “Essa é a nossa unidade de aquecedor de radioisótopos, um gerador termoelétrico de radioisótopos e um gerador de Stirling de radioisótopos”, disse ele.
A unidade do aquecedor é o produto mais simples, projetado para ambientes onde o calor é uma prioridade mais alta que a eletricidade. “Um ótimo exemplo disso é sobreviver à noite lunar”, disse Bernstein.
Para a nave espacial movida a energia solar na lua, 14 dias de escuridão total e frio extremo podem ser um assassino real, como demonstrado pelo desaparecimento do Laves Lunar Blue Ghost Blue da Aerospace em março. “Em vez disso, se você colocar aquecedores nesses landers ou rovers no futuro, isso poderá permitir que eles entrem na hibernação durante as duas semanas de escuridão”, disse Bernstein. “Eles podem não ter eletricidade para operar, mas têm o calor para permanecer vivo para que possam acordar no próximo dia lunar”.
O próximo passo seria os geradores termoelétricos de radioisótopos da Zeno, ou RTGs, que podem converter aproximadamente 5% da energia da fonte de calor em eletricidade. Esses dispositivos se encaixariam no nicho tradicional para unidades de energia espacial. Um empreendimento chamado ISPACE anunciou recentemente que pretende enviar uma das unidades de poder da Zeno para a Lua em 2027 (tentativa mais recente da ISPACE de colocar um lander na lua falhou no início deste mês.)
O gerador Stirling da Zeno marcaria um aumento significativo sobre os RTGs na eficiência da conversão de energia. “Isso está agora em um nível de prontidão mais baixo, mas temos dois programas, trabalhando com a NASA e com o Departamento de Defesa, onde estamos amadurecendo o motor Stirling”, disse Bernstein.
O programa Pentágono de US $ 7,5 milhões, conhecido como profundidade, procura demonstrar como um gerador de Stirling de Radioisótopos pode ser usado como fonte de energia em um ambiente marítimo. Uma demonstração baseada em tanque está agendada para 2026.
“Existem muitas aplicações governamentais onde podem estar alimentando a infraestrutura do fundo do mar”, disse Bernstein. “Também muitas oportunidades comerciais emocionantes para proteger a infraestrutura crítica no fundo do mar, como os cabos de telecomunicações-ou potencialmente apoiar a nascente indústria de mineração de mar profundo”.
Os parceiros da Zeno, as profundezas incluem o empreendimento espacial de origem azul de Jeff Bezos e outra empresa da área de Seattle chamada Powerlight Technologies, que está trabalhando em sistemas de transmissão de energia que usam fibra óptica.
A Blue Origin também está em parceria com a ZENO em um programa NASA Tipping Point de US $ 15 milhões conhecido como Projeto Harmonia. O Project Harmonia se concentra no uso do Americium-241 em vez do Strontium-90 para a fonte de calor. “Há mais desenvolvimento necessário na tecnologia e também na cadeia de suprimentos para esse material”, disse Bernstein. “Então, na verdade, é a última parte da década que procuraremos as primeiras manifestações para isso.”
Uma recente rodada de financiamento de US $ 50 milhões serviu como um voto de confiança dos investidores que estão nela a longo prazo. “Investimos em empresas com potencial para definir setores inteiros – e acreditamos que o Zeno Power é um deles”, disse Lior Prosor, sócio da Hanaco Ventures, em comunicado à imprensa.
Bernstein diz que o público em geral pode não saber muito sobre a tecnologia nuclear que Zeno está trabalhando hoje, mas ele acha que não demorará muito para que as pessoas percebam.
“A visão principal do Zeno é tomar material que é um resíduo, que é um passivo para o contribuinte dos EUA e o Departamento de Energia e reciclá -lo para construir esses sistemas de energia – para apoiar a segurança nacional, apoiar a exploração espacial, para apoiar a resiliência energética”, disse ele. “Descobrimos que é uma mensagem e uma visão que muitas pessoas podem ficar para trás”.
Enquanto isso, Bernstein ficou atrás do noroeste do Pacífico como a base da equipe de engenharia da empresa – em parte porque também abriga empresas espaciais, como origem azul, centros de pesquisa como o Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico e outros empreendimentos nucleares, como TerraPower e Helion Energy.
“Seattle é um lugar realmente ótimo, onde há esse nexo de aeroespacial e nuclear. As pessoas parecem amar este lugar e não querem deixá -lo”, disse ele.
Ele admitiu que pode ser um desafio gerenciar uma operação bicoastal dividida entre Seattle e o outro Washington. “Mas, ao mesmo tempo, há vantagens”, disse ele. “O pool de talentos em Seattle é fantástico. Em DC, a proximidade de muitos de nossos clientes e nossos reguladores e os formuladores de políticas é fantástica. Então, eu diria que os desafios são reais, mas também há uma vantagem significativa. Há uma grande divisão de trabalho entre os dois lugares.”