超临界CO2 (sCO2) Brayton循环发电机作为数据中心电力密度替代方案出现。

Elemental Nuclear宣布与美国能源部建立战略伙伴关系，由桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)负责管理，以支持超临界二氧化碳(sCO₂)基Brayton循环发电机系统在数据中心及其他应用中的开发。

桑迪亚国家实验室是闭环重压缩Brayton循环系统的领先专家，并运营着全球最先进的sCO₂测试设施之一。在该伙伴关系框架下，桑迪亚国家实验室和Elemental Nuclear将设计、建造并演示两个规模的先进sCO₂发电技术。

首套系统是1兆瓦(MWe)天然气和废热驱动的发电与冷却系统，针对小型模块化数据中心和偏远军事设施。Elemental计划随后推出一套规模更大的10兆瓦(MWe)机组，设计用于多种热源供电，包括Elemental ISTR核反应堆。这个更大规模的系统将专注于为数据中心、微电网和工业客户提供用户侧电力应用。

Elemental Nuclear的目标是成为首家在此规模上证明sCO₂ Brayton循环发电系统长期可行性的公司。首套系统预计将于2027年投入运营，商业化系统交付将从2028年开始。

Elemental Nuclear首席执行官David Blythe表示："这项战略伙伴关系项目的批准是对Elemental愿景的重大认可，也是我们公司的一个重要里程碑。与全球Brayton循环系统权威桑迪亚国家实验室携手合作，我们致力于证明sCO₂发电可以可靠地大规模商业化交付，成为数据中心、工业运营商和关键设施的可行现场电力来源。"

Brayton循环采用加热的超临界二氧化碳而非蒸汽来发电。该方法以19世纪工程师George Brayton的名字命名，利用高温高压流体驱动涡轮机旋转——类似于喷气发动机的工作原理。

超临界二氧化碳是一种无毒、稳定的物质，在极端高压下既呈液态又呈气态。CO₂保持在密闭系统内，不会以温室气体形式释放。其温度可达1,290华氏度(700摄氏度)，明显高于蒸汽。

基于这种热容性能，研究人员指出Brayton循环有潜力比传统蒸汽型Rankine循环更高效地将废热转化为能量。

在一个简单的闭环Brayton循环中，超临界CO₂通过热交换器加热，然后在涡轮机中提取能量。离开涡轮机后，CO₂在余热回收器中冷却，随后进入压缩机。压缩机将超临界CO₂升压至必要压力，在此处与余热回收器中的废热相遇，然后返回加热器继续循环。余热回收器显著提升了整体系统的效率。