Bereits im März 1989 machten die Wissenschaftler Stanley Pons von der University of Utah und Martin Fleischmann von der britischen University of Southampton auf einer Pressekonferenz in Salt Lake City eine verblüffende Ankündigung. Den Forschern war es gelungen, die Atomkerne eines Wasserstoffisotops zu Helium zu verschmelzen – der gleiche Prozess, der die Sonne antreibt – und das bei Raumtemperatur, ohne mehr Energie zu verbrauchen, als der Prozess erzeugte. wie diese Wired-Retrospektive von 2009 zeigt.
Die Forschung weckte Hoffnungen auf eine neue Quelle reichlich vorhandener Energie, die fossile Brennstoffe und konventionelle Atomkraft ersetzen würde , wie ein Bericht von CBS News aus dieser Zeit berichtete. Aber andere Forscher, die versuchten, die Experimente zu duplizieren, konnten die Ergebnisse nicht reproduzieren oder kamen zu dem Schluss, dass sie durch experimentelle Fehler verursacht wurden, so ein Artikel der New York Times von 1989 . " Die meisten der wissenschaftlichen Gemeinschaft nicht hält mehr kalte Fusion ein echtes Phänomen" , Peter N. Saeta, Professor für Physik an Harvey Mudd College, schrieb 1999 in Scientific American.
Der Traum stirbt schwer
Trotzdem ist das Interesse der Wissenschaftler an der kalten Fusion nie ganz verschwunden, und sie haben weiterhin daran geforscht. Obwohl niemand schlüssig beweisen konnte, dass dies erreicht werden kann, hat diese Arbeit tatsächlich auf andere Weise wertvolles Wissen erbracht.
Vor einigen Jahren finanzierte Google beispielsweise eine mehrjährige Untersuchung der Kalten Fusion, an der auch Forscher mehrerer Universitäten und des Lawrence Berkeley National Laboratory beteiligt waren . Die Forscher veröffentlichten schließlich einen Nature-Artikel aus dem Jahr 2019, in dem sie enthüllten, dass ihre Bemühungen "noch keinen Beweis für einen solchen Effekt erbracht haben".
„Die Kernfusion ist eine potenzielle Energiequelle, die ohne schädliche Nebenprodukte eine enorme Energiemenge liefern könnte“, erklärt Jeremy Munday , einer der Teilnehmer der Google-Forschung, in einer E-Mail. Er ist Professor für Elektro- und Computertechnik an der University of California, Davis. „Damit eine Fusion stattfinden kann, müssen die Kerne von Atomen, die positiv geladen sind, nahe genug herankommen, um miteinander zu verschmelzen (sich zu verbinden). Wenn dies geschieht, wird Energie frei. Die Schwierigkeit besteht darin, dass sich die positiv geladenen Kerne gegenseitig abstoßen viele Kerne dicht beieinander sind – hohe Dichte – und sie haben viel kinetische Energie (hohe Temperatur), diese Reaktion kann ablaufen. In der Natur wird die Sonne durch Fusion angetrieben, aber die Temperaturen und Dichten, die für die Aufrechterhaltung dieser Reaktionen erforderlich sind, sind auf der Erde sehr schwierig Kalte Fusion ist die Idee, dass die Fusion bei viel niedrigeren Temperaturen stattfinden könnte, was sie als Energiequelle auf der Erde möglich macht.
„Es ist wirklich schwer, ein Phänomen auszuschließen, was einer der Gründe ist, warum diese Konzepte so lange im Umlauf sind“, fügt Munday hinzu. "Wir haben keine Hinweise auf eine kalte Fusion gefunden, aber das bedeutet nicht, dass sie nicht existiert."
Für einen Laien mag es so erscheinen, als wäre die Untersuchung und erneute Untersuchung, um Beweise für die kalte Fusion zu finden, eine Verschwendung von Zeit und Ressourcen. Wissenschaftler sehen das jedoch nicht so, weil sie bei ihrer Suche andere Erkenntnisse sammeln und technologische Innovationen vorantreiben.
"Die Spin-offs sind vielleicht eine der größten Auswirkungen, die unsere Forschung in diesem Bereich hatte", sagt Munday. "Durch die Google-Kooperation haben wir gemeinsam mehr als 20 Artikel in bedeutenden Zeitschriften wie Nature, Nature Materials, Nature Catalysis, verschiedenen Zeitschriften der American Chemical Society usw. veröffentlicht und bis heute zwei Patente erhalten. Zusätzlich zu den Artikeln direkt über Fusionsprozesse mit niedrigerer Energie, haben wir Papiere über die interessante Materialphysik und die optischen Eigenschaften von Metallhydriden sowie deren Verwendung in Sensoren und für Katalysatoren verfasst."
Das HERMES-Projekt
In Europa hat ein multinationales Team von Wissenschaftlern kürzlich eine weitere Untersuchung der kalten Fusion gestartet, das HERMES- Projekt, das fortschrittlichere wissenschaftliche Techniken und Werkzeuge einsetzen wird, die in den letzten Jahren entwickelt wurden.
"Der Zweck besteht darin, nach einem Experiment zu suchen, das reproduzierbar einige anomale Effekte erzeugt", sagt Pekka Peljo in einer E-Mail. Er ist Koordinator des Projekts und außerordentlicher Professor an der Fakultät für Maschinenbau und Werkstofftechnik der Universität Turku .in Finnland. „Wir greifen einige der früheren Experimente noch einmal auf. Außerdem werden wir die Elektrochemie von Palladium-Wasserstoff- und Palladium-Deuterium-Systemen im Detail untersuchen, indem wir gut kontrollierte Modellsysteme wie Palladium-Einkristalle verwenden. In Kürze ist HERMES eine Kombination von grundlegende Studien zum Palladium-Wasserstoff-System, Wiederholung einiger vielversprechender früherer Experimente und Entwicklung neuer Ansätze. Zum Beispiel werden wir Reaktionen bei höheren Temperaturen mit protonenleitenden Festoxiden untersuchen."
Trotzdem erwarten die Forscher nicht unbedingt, Hinweise auf eine kalte Fusion zu finden.
"Die Mehrheit der Wissenschaft ist der Meinung, dass es sich höchstwahrscheinlich um ein experimentelles Artefakt handelt, dh es ist nicht real", erklärt Peljo. „Grundsätzlich scheint es, wenn Palladiummetall mit hohen Mengen an Deuterium beladen wird, dass die meiste Zeit nichts Ungewöhnliches passiert. Aber manchmal scheint es aus unbekannten Gründen, dass etwas Seltsames passieren kann , aber es gibt Berichte über andere anomale Effekte wie Neutronenstrahlung oder Heliumproduktion.Aber es gibt viele Reproduzierbarkeitsprobleme. Höchstwahrscheinlich handelt es sich bei diesen Reaktionen nicht um Fusionen, sondern um andere Kernreaktionen, die im Metallgitter stattfinden. "
Die HERMES-Forscher werden nicht versuchen, die Forschungen von Pons und Fleischmann nachzubilden, während Peljo sagt, dass dies zu zeitaufwändig und schwierig wäre.
„Stattdessen konzentrieren wir uns auf nanoskalige Materialien, bei denen die Belastung viel schneller sein sollte und die Spannungen aufgrund der Volumenänderung beim Einbringen von Deuterium viel geringer sein sollten“, erklärt er. „Einer unserer Schwerpunkte sind sogenannte Co-Elektrodepositions-Experimente, bei denen Pd-D elektrochemisch abgeschieden wird. Dieser Ansatz wurde von Dr. Stanislaw Szpak und Dr. Pamela Mosier-Boss im SPAWAR Systems Center der US Navy in San Diego entwickelt. Kalifornien. Die Experimente sind gut dokumentiert und ihre Ergebnisse wurden in mehreren von Experten begutachteten wissenschaftlichen Literatur veröffentlicht, daher besteht unser erster Ansatz darin, zu versuchen, ihre Ergebnisse zu reproduzieren."
"Dies ist ein risikoreiches und lohnendes Projekt, dh wir werden mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit nichts Auffälliges beobachten können", sagt Peljo. „Andererseits werden wir, wenn das Projekt erfolgreich ist, ein reproduzierbares Experiment haben, um diese Reaktionen zu untersuchen. Nach der modernen Physik sollten solche Reaktionen nicht stattfinden, also sollte eine neue Theorie entwickelt werden, um diese Reaktionen zu erklären die Möglichkeit, neue Wärmequellen zu entwickeln, da diese Reaktionen angeblich überschüssige Wärme aus Strom erzeugen."
Informationen, die die HERMES-Forschung über die grundlegenden Eigenschaften von Palladium-Wasserstoff-Systemen sammelt, könnten laut Peljo auch bei der Entwicklung eines besseren Verfahrens zur Herstellung von Wasserstoff für Brennstoffzellen zum Antrieb von Autos helfen .
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Der Begriff LENR – energiearme Kernreaktion – wird heute von einigen Wissenschaftlern verwendet, „um das mit der kalten Fusion verbundene Stigma zu vermeiden“, so Munday.
