Apakah Impian Cold Fusion Masih Mungkin?

Jan 23 2021
Meskipun terobosan fusi dingin 1989 yang dipublikasikan secara luas kemudian didiskreditkan, penelitian masih dilakukan dengan harapan keberhasilan di masa depan.
Bagi sebagian orang, mungkin tampak seolah-olah menyelidiki dan menyelidiki kembali fusi dingin adalah buang-buang waktu dan sumber daya, tetapi beberapa ilmuwan tidak melihatnya seperti itu. Yves Forestier/Getty Images

Kembali pada bulan Maret 1989, pada konferensi pers di Salt Lake City, ilmuwan Stanley Pons dari Universitas Utah dan Martin Fleischmann dari Universitas Southampton di Inggris membuat pengumuman yang mengejutkan. Para peneliti telah berhasil menggabungkan inti atom dari isotop hidrogen untuk menciptakan helium — jenis proses yang sama yang menggerakkan matahari — dan mereka mampu melakukannya pada suhu kamar, tanpa memasukkan lebih banyak energi daripada proses yang dihasilkan, sebagai retrospektif Wired ini dari rincian 2009.

Penelitian tersebut meningkatkan harapan akan sumber energi baru yang melimpah yang akan menggantikan bahan bakar fosil dan tenaga nuklir konvensional , seperti yang dilaporkan oleh CBS News saat itu. Tetapi peneliti lain yang mencoba menggandakan eksperimen tidak dapat mereproduksi hasilnya, atau menyimpulkan bahwa itu disebabkan oleh kesalahan eksperimen, menurut artikel New York Times 1989 . "Sebagian besar komunitas ilmiah tidak lagi menganggap fusi dingin sebagai fenomena nyata," Peter N. Saeta, seorang profesor fisika di Harvey Mudd College, menulis di Scientific American pada tahun 1999.

Mimpi Mati Sulit

Meski begitu, minat para ilmuwan pada fusi dingin tidak pernah benar-benar hilang, dan mereka terus melakukan penelitian tentangnya. Meskipun tidak ada yang dapat membuktikan secara meyakinkan bahwa itu dapat dicapai, pekerjaan itu sebenarnya telah menghasilkan pengetahuan yang berharga dengan cara lain.

Beberapa tahun yang lalu, misalnya, Google mendanai penyelidikan multi-tahun fusi dingin yang melibatkan peneliti dari beberapa universitas dan Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley juga. Para peneliti akhirnya menerbitkan artikel Nature 2019 di mana mereka mengungkapkan bahwa upaya mereka "belum menghasilkan bukti efek seperti itu."

"Fusi nuklir adalah sumber energi potensial yang dapat menyediakan tenaga dalam jumlah besar tanpa produk sampingan yang berbahaya," Jeremy Munday , salah satu peserta dalam penelitian Google, menjelaskan dalam email. Dia adalah profesor teknik listrik dan komputer di University of California, Davis. "Agar fusi terjadi, inti atom, yang bermuatan positif, perlu cukup dekat untuk melebur (bergabung) bersama. Jika ini terjadi, energi dilepaskan. Kesulitannya adalah inti bermuatan positif saling tolak. Jika ada ada banyak inti yang berdekatan — kepadatan tinggi — dan mereka memiliki banyak energi kinetik (suhu tinggi), reaksi ini dapat terjadi.Di alam, matahari ditenagai oleh fusi, tetapi suhu dan kepadatan yang diperlukan untuk mempertahankan reaksi tersebut adalah sangat sulit di Bumi Fusi dingin adalah gagasan bahwa fusi dapat terjadi pada suhu yang jauh lebih rendah, membuatnya layak sebagai sumber energi di Bumi.

"Sangat sulit untuk mengesampingkan sebuah fenomena, yang merupakan salah satu alasan mengapa konsep-konsep ini telah beredar begitu lama," tambah Munday. "Kami tidak menemukan bukti fusi dingin, tetapi itu tidak berarti bahwa itu tidak ada."

Ilmuwan Stanley Pons (kiri) dan Martin Fleischmann bersaksi tentang terobosan fusi dingin mereka di hadapan House Committee on Science, Space & Technology pada 1989.

Untuk orang awam, mungkin tampak seolah-olah menyelidiki dan menyelidiki kembali untuk menemukan bukti fusi dingin akan membuang-buang waktu dan sumber daya. Tetapi para ilmuwan tidak melihatnya seperti itu, karena saat mereka mencari, mereka mengumpulkan jenis pengetahuan lain dan memelopori inovasi teknologi.

"Spin-off mungkin merupakan salah satu dampak terbesar dari penelitian kami di bidang ini," kata Munday. "Melalui kolaborasi Google, kami secara kolektif telah menerbitkan lebih dari 20 makalah dalam jurnal berdampak tinggi seperti Nature, Nature Materials, Nature Catalysis, berbagai jurnal American Chemical Society, dll. dan telah diberikan dua paten hingga saat ini. Selain makalah langsung tentang proses fusi energi yang lebih rendah, kami memiliki makalah tentang fisika bahan yang menarik dan sifat optik dari hidrida logam serta penggunaannya dalam sensor dan untuk katalis."

Proyek HERMES

Di Eropa, tim ilmuwan multinasional baru-baru ini memulai penyelidikan fusi dingin lainnya, proyek HERMES , yang akan menggunakan teknik dan alat ilmiah yang lebih maju yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir.

"Tujuannya adalah untuk mencoba mencari eksperimen yang secara reproduktif akan menghasilkan beberapa efek anomali," kata Pekka Peljo , dalam sebuah email. Dia adalah koordinator proyek, dan profesor di Departemen Teknik Mesin dan Material di Universitas Turkudi Finlandia. “Kami meninjau kembali beberapa percobaan sebelumnya. Juga, kami akan mempelajari elektrokimia sistem paladium-hidrogen dan paladium-deuterium secara rinci, memanfaatkan sistem model yang terkontrol dengan baik seperti kristal tunggal paladium. Jadi, singkatnya, HERMES adalah kombinasi dari studi mendasar tentang sistem paladium-hidrogen, pengulangan beberapa eksperimen sebelumnya yang menjanjikan, dan pengembangan pendekatan baru. Misalnya, kita akan melihat reaksi pada suhu yang lebih tinggi menggunakan oksida padat konduktif proton."

Meski begitu, para peneliti tidak selalu berharap untuk menemukan bukti fusi dingin.

"Mayoritas bidang ilmiah berpikir itu kemungkinan besar artefak eksperimental, yaitu tidak nyata," jelas Peljo. "Pada dasarnya, ketika logam paladium diisi dengan deuterium dalam jumlah tinggi, tampaknya sebagian besar waktu tidak terjadi hal yang tidak biasa. Tetapi kadang-kadang, untuk alasan yang tidak dipahami dengan baik, tampaknya sesuatu yang aneh dapat terjadi. Awalnya, Pons dan Fleischmann mengamati kelebihan panas. , tetapi ada laporan efek anomali lainnya, seperti radiasi neutron atau produksi helium. Tetapi ada banyak masalah reproduktifitas. Kemungkinan besar, reaksi ini sebenarnya bukan fusi, melainkan beberapa reaksi nuklir lain yang terjadi di kisi logam. "

Para peneliti HERMES tidak akan mencoba untuk membuat ulang penelitian Pons dan Fleischmann, sementara Peljo mengatakan akan terlalu memakan waktu dan sulit.

"Sebaliknya, kami berfokus pada bahan berukuran nano, di mana pemuatannya harus jauh lebih cepat, dan tekanan akibat perubahan volume pada penyisipan deuterium harus jauh lebih kecil," jelasnya. “Salah satu fokus utama kami adalah apa yang disebut eksperimen co-elektrodeposisi, di mana Pd-D diendapkan secara elektrokimia. Pendekatan ini dikembangkan oleh Dr. Stanislaw Szpak dan Dr. Pamela Mosier-Boss di US Navy SPAWAR Systems Center di San Diego, California. Eksperimen tersebut didokumentasikan dengan baik dan hasilnya telah dipublikasikan dalam beberapa literatur ilmiah yang ditinjau oleh rekan sejawat, jadi pendekatan pertama kami adalah mencoba mereproduksi hasilnya."

"Ini adalah proyek berisiko tinggi, dengan imbalan tinggi, yaitu kemungkinan besar kita tidak akan dapat mengamati sesuatu yang tidak wajar," kata Peljo. "Di sisi lain, jika proyek ini berhasil, kita akan memiliki eksperimen yang dapat direproduksi untuk menyelidiki reaksi ini. Menurut fisika modern, reaksi seperti itu tidak boleh terjadi, jadi teori baru harus dikembangkan untuk menjelaskan reaksi ini. Ada juga kemungkinan mengembangkan sumber panas baru, karena reaksi ini diklaim menghasilkan panas berlebih dari listrik."

Informasi yang dikumpulkan oleh penelitian HERMES tentang sifat dasar sistem paladium-hidrogen juga dapat membantu mengembangkan proses yang lebih baik untuk memproduksi hidrogen untuk sel bahan bakar untuk menggerakkan mobil , menurut Peljo.

Sekarang Itu Menarik

Istilah LENR - reaksi nuklir berenergi rendah - sekarang digunakan oleh beberapa ilmuwan "untuk menghindari stigma yang terkait dengan fusi dingin," menurut Munday.