Onderzoekers van MIT hebben samengewerkt met een team van wetenschappers van de University of British Columbia, de Universiteit van Maryland, Lawrence Berkeley Nationaal Laboratorium, en Google om een ​​meerjarig onderzoek te doen naar koude kernfusie, een soort goedaardige kernreactie waarvan wordt aangenomen dat deze bij kamertemperatuur optreedt in tafelmodelapparatuur.

In 1989, Er werd melding gemaakt van benchtop-experimenten die de hoop wekten dat koude kernfusie was bereikt. Als het waar is, deze vorm van fusie zou mogelijk een bron kunnen zijn van grenzeloze, koolstofvrije energie. Echter, onderzoekers konden de resultaten niet reproduceren, en er rezen ernstige vragen over de geldigheid van het werk. Het onderwerp lag 30 jaar grotendeels sluimerend. (In tegenstelling tot, onderzoek naar "hete" kernfusie is blijven bestaan, inclusief de SPARC-samenwerking, die tot doel heeft fusietechnologie te commercialiseren.)

Toch-Ming Chiang, de Kyocera-hoogleraar aan de afdeling Materials Science and Engineering van MIT, maakt deel uit van het door Google gesponsorde team dat nu de mogelijkheid van koude kernfusie opnieuw bekijkt door middel van wetenschappelijk rigoureuze, peer-reviewed onderzoek. Een voortgangsrapport dat vandaag is gepubliceerd in Natuur voor het eerst publiekelijk de samenwerking van de groep beschrijft.

De groep, waaronder ongeveer 30 afgestudeerde studenten, postdocs, en stafwetenschappers van alle samenwerkende instellingen, heeft nog geen bewijs van het fenomeen gevonden, maar ze vonden wel belangrijke nieuwe inzichten in metaal-waterstof-interacties die van invloed kunnen zijn op laagenergetische kernreacties. Het team blijft enthousiast over het onderzoeken van dit gebied en hoopt dat hun voortdurende reis anderen in de wetenschappelijke gemeenschap zal inspireren om gegevens bij te dragen aan dit intrigerende veld.

V:Hoe ben je betrokken geraakt bij een project dat velen niet zouden overwegen?

A:Matt Trevithick SB '92, SM '94, senior programmamanager bij Google Research, benaderde me in het voorjaar van 2015 en hij deed dat vrij voorzichtig, in het begin wat rond de randen prikken, en toen stelde hij de vraag, "Wat denk je van koude kernfusie?" En mijn antwoord aan hem was dat ik op de een of andere manier geen mening had over de wetenschappelijke verdiensten, want in 1989 toen het koude fusieverhaal brak, Ik werkte volledig aan supergeleiding bij hoge temperaturen, die in 1986-87 was gebroken. We waren woedend bezig met onderzoek in mijn lab over dat onderwerp, en was ook een bedrijf begonnen met MIT-medewerkers. Dus het koude fusieverhaal kwam en ging, en ik was me daar terzijde bewust van.

Toen vroeg Matt of dit iets was waarin ik misschien geïnteresseerd was. Google rekruteerde de medewerkers van dit team niet door ons te vertellen wat ze wilden doen, maar door ons te vragen wat we interessant zouden vinden om te doen. We schreven voorstellen die intern werden beoordeeld. Wat ik interessant vond, was het idee dat elektrochemie, en vooral vastestofelektrochemie, is een zeer krachtige drijvende kracht die ongewone toestanden van materie kan creëren. We hebben dat idee eerder toegepast op batterijen met hoge energie en elektrochemische actuatoren, en dit was een ander gebied waarin elektrochemische manipulatie van materie interessant zou kunnen zijn.

Dit project is stiekem uitgevoerd. We wilden niet dat het feit dat Google onderzoek op dit gebied financierde een afleiding zou worden. De eerste paar jaar, we hebben andere leden van onze groep niet eens verteld wat de echte reden is achter de waterstofopslagexperimenten die in het laboratorium plaatsvinden!

Ariël Jackson, een postdoc, speelde een belangrijke rol bij de ontwikkeling van het oorspronkelijke voorstel. Later, Daniel Rettenwander en Jesse Benck sloten zich aan als postdocs, en David Young SB '12, SM '18 trad toe als afstudeerder. Samen, we volgden het idee om verschillende soorten elektrolyten te gebruiken, vloeistof, polymeer, en keramiek, als het medium om waterstof elektrochemisch in palladiummetaal te pompen om een ​​zo hoog mogelijke toestand te bereiken. Ook ontwikkelden we technieken om de belasting dynamisch nauwkeuriger en nauwkeuriger te meten dan voorheen. Tot op heden hebben we een H:Pd-ratio van 0,96 kunnen bereiken, waarbij het theoretische maximum 1 is gemeten tot een onzekerheid van + of—0,02. Deze resultaten zijn zojuist gepubliceerd in Chemie van materialen , en een maatstaf voor de zorg die we bij dit werk hebben betracht, is het feit dat het gedeelte met aanvullende informatie van het papier 50 pagina's lang is.

Vraag:Wat heb je geleerd, en waarom heeft de groep ervoor gekozen om nu te publiceren?

A:De Natuur publicatie maakt duidelijk dat we tot op heden geen overtuigend bewijs voor koude kernfusie hebben gevonden. Ons doel was om uiterst objectief te zijn, en ik denk dat we erin geslaagd zijn om elke vorm van "bevestigingsbias" te vermijden. Echter, we hebben ook geleerd dat de hoge deuteriumconcentraties waarvan wordt aangenomen dat ze nodig zijn om koude kernfusie te laten plaatsvinden, veel moeilijker te bereiken zijn dan we hadden verwacht. En, er zijn een aantal andere ontdekkingen die tot stand zijn gekomen als resultaat van het werk van de groep die toepasbaar zijn op andere wetenschappelijke gebieden.

Het was vanaf het begin de bedoeling van Google om een ​​multi-institutionele samenwerking te financieren die stil maar intensief zou werken, publiceert vervolgens zijn bevindingen in peer-reviewed tijdschriften. Dit is het juiste moment om bekend te maken dat dit project bestaat, om mensen te vertellen wat we wel en niet gevonden hebben. We zijn nog niet klaar - in veel opzichten is dit nog maar het begin - en we willen dat anderen zich bij de inspanning aansluiten om in de materiaalwetenschap te kijken, elektrochemie, en natuurkunde rond dit onderwerp.

V:Wat is de toekomst bij MIT?

A:Het project bij MIT gaat door, en we zoeken versterking voor het team. Wat we de afgelopen drie jaar hebben geleerd, heeft nieuwe manieren gesuggereerd om elektrochemie en materiaalwetenschap te gebruiken om hoogbelaste metaalhydriden te maken:palladium zeker, maar ook andere metalen. We zijn van mening dat we bepaalde knoppen hebben gevonden waarmee we fasestatussen kunnen creëren die voorheen niet toegankelijk waren. Als we deze beheersbaar kunnen produceren, ze zullen zeer interessant doelmateriaal zijn voor andere experimenten binnen het bredere programma, kijkend naar, bijvoorbeeld, neutronenopbrengsten van deuterium-deuteriumfusie in een plasmaontladingsapparaat in het Lawrence Berkeley National Lab.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.