Forsker diskuterer genåbning af sagen om kold fusion

Forskere ved MIT har samarbejdet med et team af forskere fra University of British Columbia, University of Maryland, Lawrence Berkeley National Laboratory, og Google til at gennemføre en flerårig undersøgelse af kold fusion, en type godartet kernereaktion, der antages at forekomme i apparater på bænken ved stuetemperatur.

I 1989, Der blev rapporteret om benchtop-eksperimenter, der gav håb om, at kold fusion var blevet opnået. Hvis sandt, denne form for fusion kunne potentielt være en kilde til grænseløs, kulstoffri energi. Imidlertid, Forskere var ikke i stand til at gengive resultaterne, og der opstod alvorlige spørgsmål om værkets gyldighed. Emnet lå stort set i dvale i 30 år. (I modsætning, forskning i "varm" fusion har bestået, herunder SPARC-samarbejdet, som har til formål at kommercialisere fusionsteknologi.)

Endnu-Ming Chiang, Kyocera-professoren i MIT's afdeling for materialevidenskab og teknik, er en del af det Google-sponsorerede team, der nu genovervejer muligheden for kold fusion gennem videnskabeligt strenge, peer-reviewed forskning. En statusrapport offentliggjort i dag i Natur beskriver offentligt gruppens samarbejde for første gang.

Gruppen, som omfattede omkring 30 kandidatstuderende, postdocs, og ansatte videnskabsmænd fra på tværs af de samarbejdende institutioner, har endnu ikke fundet beviser for fænomenet, men de fandt vigtig ny indsigt i metal-brint-interaktioner, der kunne påvirke lavenergi-kernereaktioner. Holdet er fortsat begejstret for at undersøge dette område og håber, at deres igangværende rejse vil inspirere andre i det videnskabelige samfund til at bidrage med data til dette spændende felt.

Q:Hvordan blev du involveret i et projekt, som mange ikke ville overveje?

A:Matt Trevithick SB '92, SM '94, senior program manager hos Google Research, henvendte sig til mig i foråret 2015, og han gjorde det så omhyggeligt, lidt rundt i kanterne i starten, og så stillede han spørgsmålet, "Hvad synes du om kold fusion?" Og mit svar til ham var, at jeg ikke havde en mening på den ene eller anden måde om de videnskabelige fordele, fordi i 1989 da den kolde fusionshistorie brød ud, Jeg arbejdede helt på højtemperatur superledning, som var gået i stykker i 1986-87. Vi forskede rasende i mit laboratorium om det emne, og havde også startet et firma med MIT-samarbejdspartnere. Så den kolde fusionshistorie kom og gik, og jeg var perifert opmærksom på det.

Så spurgte Matt, om dette var noget, jeg kunne være interesseret i. Google rekrutterede samarbejdspartnerne på dette hold, ikke ved at fortælle os, hvad de ville have gjort, men ved at spørge os, hvad vi ville finde interessant at lave. Vi skrev forslag, der blev gennemgået internt. Det, der var interessant for mig, er ideen om, at elektrokemi, og især faststof-elektrokemi, er en meget stærk drivkraft, der kan skabe usædvanlige tilstande af stof. Vi har brugt den idé på højenergibatterier og elektrokemiske aktuatorer tidligere, og dette var endnu et felt, hvor elektrokemisk manipulation af stof kunne være interessant.

Dette projekt blev udført i skjul. Vi ønskede ikke, at det faktum, at Google finansierede forskning på dette område, skulle blive en distraktion. I de første par år, vi fortalte ikke engang andre medlemmer af vores gruppe den egentlige årsag bag brintlagringseksperimenterne, der foregår i laboratoriet!

Ariel Jackson, en postdoc, haft en stor rolle i udviklingen af ​​det oprindelige forslag. Senere, Daniel Rettenwander og Jesse Benck kom til som postdocs, og David Young SB '12, SM '18 kom med som kandidatstuderende. Sammen, vi forfulgte ideen om at bruge forskellige typer elektrolytter, væske, polymer, og keramik, som det medium, hvormed brint elektrokemisk pumpes ind i palladiummetal for at opnå en så højt belastet tilstand som muligt. Vi udviklede også teknikker til at måle belastning dynamisk mere præcist og mere præcist, end det var blevet gjort før. Til dato har vi været i stand til at nå et H:Pd-forhold på 0,96, hvor det teoretiske maksimum er 1, målt til en usikkerhed på + eller-0,02. Disse resultater er netop blevet offentliggjort i Materialernes kemi , og et mål for den omhu, vi gik til i dette arbejde, er det faktum, at den supplerende informationssektion af papiret er på 50 sider.

Q:Hvad har du lært, og hvorfor valgte gruppen at udgive nu?

A:Den Natur publikationen gør det klart, at vi til dato ikke har opdaget overbevisende beviser for kold fusion. Vores mål var at være omhyggeligt objektive, og jeg tror, ​​vi har formået at undgå enhver form for "bekræftelsesbias". Imidlertid, vi har også erfaret, at de høje deuteriumkoncentrationer, der antages at være nødvendige for at kold fusion kan forekomme, er meget sværere at opnå, end vi ville have forventet. Og, der har været en række andre opdagelser, der er kommet som et resultat af gruppens arbejde, som er anvendelige på andre videnskabelige områder.

Googles hensigt fra begyndelsen var at finansiere en multi-institutionel samarbejdsindsats, der ville arbejde stille, men intensivt, publicer derefter sine resultater i peer-reviewede tidsskrifter. Nu er det rigtige tidspunkt at afsløre, at dette projekt eksisterer, at fortælle folk, hvad vi har fundet og ikke fundet. Vi er ikke færdige – på mange måder er dette kun begyndelsen – og vi ønsker, at andre deltager i bestræbelserne på at se på materialevidenskaben, elektrokemi, og fysik omkring dette emne.

Q:Hvad er det næste på MIT?

A:Projektet på MIT fortsætter, og vi søger at tilføje til holdet. Det, vi har lært i løbet af de sidste tre år, har foreslået nye måder at bruge elektrokemi og materialevidenskab til at skabe højt belastede metalhydrider:helt sikkert palladium, men også andre metaller. Vi mener, at vi har fundet visse knapper, der kunne give os mulighed for at skabe fasetilstande, som ikke har været tilgængelige før. Hvis vi kontrollerbart kan producere disse, de vil være meget interessante målmaterialer til andre eksperimenter inden for det bredere program, der ser på, for eksempel, neutronudbytte fra deuterium-deuterium-fusion i en plasmaudladningsenhed ved Lawrence Berkeley National Lab.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.