Еще в марте 1989 года на пресс-конференции в Солт-Лейк-Сити ученые Стэнли Понс из Университета Юты и Мартин Флейшманн из Британского Университета Саутгемптона сделали потрясающее заявление. Исследователям удалось объединить атомные ядра изотопа водорода, чтобы создать гелий - тот же процесс, который приводит в действие Солнце, - и они смогли сделать это при комнатной температуре, не затрачивая больше энергии, чем производил процесс. как эта ретроспектива Wired с 2009 года.
Исследование породило надежды на новый источник энергии в изобилии, который заменит ископаемое топливо и обычную ядерную энергию , как сообщалось в статье CBS News того времени. Но другие исследователи, пытавшиеся повторить эксперименты, не смогли воспроизвести результаты или же пришли к выводу, что они были вызваны экспериментальными ошибками, согласно статье в New York Times 1989 года . «Большая часть научного сообщества больше не считает холодный синтез настоящим явлением», - писал Питер Н. Саэта, профессор физики из колледжа Харви Мадда в журнале Scientific American в 1999 году.
Мечта умирает тяжело
Тем не менее, интерес ученых к холодному синтезу никогда полностью не угас, и они продолжают его исследования. Хотя никто не смог убедительно доказать, что это возможно, эта работа на самом деле дала ценные знания другими способами.
Например, несколько лет назад Google профинансировал многолетнее исследование холодного синтеза, в котором участвовали исследователи из нескольких университетов и Национальной лаборатории Лоуренса Беркли . В конечном итоге исследователи опубликовали статью в Nature 2019 года, в которой показали, что их усилия «еще не привели к каким-либо доказательствам такого эффекта».
«Ядерный синтез - это потенциальный источник энергии, который может обеспечить огромное количество энергии без вредных побочных продуктов» , - объясняет в электронном письме Джереми Мандей , один из участников исследования Google. Он профессор электротехники и компьютерной инженерии в Калифорнийском университете в Дэвисе.. «Чтобы произошло слияние, положительно заряженные ядра атомов должны подойти достаточно близко, чтобы слиться (соединиться) вместе. Если это происходит, высвобождается энергия. Трудность в том, что положительно заряженные ядра отталкиваются друг от друга. - это множество ядер, расположенных близко друг к другу - высокая плотность - и у них много кинетической энергии (высокая температура), эта реакция может происходить. В природе Солнце получает энергию от термоядерного синтеза, но температуры и плотности, необходимые для поддержания этих реакций, равны очень сложно на Земле.Холодный синтез - это идея о том, что термоядерный синтез может происходить при гораздо более низких температурах, что делает его возможным в качестве источника энергии на Земле.
«Действительно сложно исключить явление, и это одна из причин, по которой эти концепции так долго витали в воздухе», - добавляет Мандей. «Мы не нашли никаких доказательств холодного синтеза, но это не значит, что его не существует».
Для непрофессионала может показаться, что исследование и повторное расследование с целью найти доказательства холодного синтеза было бы пустой тратой времени и ресурсов. Но ученые так не видят, потому что в процессе поиска они собирают другие знания и внедряют технологические инновации.
«Побочные эффекты, пожалуй, одно из самых больших влияний, которые оказали наши исследования в этой области», - говорит Мандей. "Благодаря сотрудничеству с Google мы опубликовали более 20 статей в таких важных журналах, как Nature, Nature Materials, Nature Catalysis, различных журналах Американского химического общества и т. Д., И на сегодняшний день получили два патента. Помимо статей непосредственно о процессах синтеза с более низкой энергией, у нас были статьи об интересных физиках материалов и оптических свойствах металлогидридов, а также об их использовании в сенсорах и катализаторах ».
Проект ГЕРМЕС
В Европе многонациональная группа ученых недавно приступила к еще одному исследованию холодного синтеза - проекту HERMES , в котором будут использоваться более передовые научные методы и инструменты, разработанные в последние годы.
«Цель состоит в том, чтобы попытаться найти эксперимент, который воспроизводимо произвел бы некоторые аномальные эффекты», - говорит Пекка Пельо в электронном письме. Он координатор проекта и доцент кафедры машиностроения и материаловедения Университета Турку.в Финляндии. «Мы пересматриваем некоторые из предыдущих экспериментов. Кроме того, мы собираемся подробно изучить электрохимию систем палладий-водород и палладий-дейтерий, используя хорошо контролируемые модельные системы, такие как монокристаллы палладия. Итак, вкратце, HERMES представляет собой комбинацию фундаментальные исследования системы палладий-водород, повторение некоторых многообещающих ранее экспериментов и разработка новых подходов. Например, мы собираемся рассмотреть реакции при более высоких температурах с использованием протонопроводящих твердых оксидов ».
Даже в этом случае исследователи не обязательно ожидают найти доказательства холодного синтеза.
«Большинство ученых считают, что это, скорее всего, экспериментальный артефакт, то есть он не настоящий», - объясняет Пельо. «В основном, когда металлический палладий содержит большое количество дейтерия, кажется, что в большинстве случаев ничего необычного не происходит. Но иногда, по не совсем понятным причинам, кажется, что может произойти что-то странное. Первоначально Понс и Флейшманн наблюдали избыточное тепло , но есть сообщения о других аномальных эффектах, таких как нейтронное излучение или образование гелия. Но есть много проблем с воспроизводимостью. Скорее всего, эти реакции на самом деле не синтез, а некоторые другие ядерные реакции, происходящие в решетке металла. "
Исследователи HERMES не будут пытаться воссоздать исследования Понса и Флейшманна, в то время как, по словам Пельо, это было бы слишком трудоемко и сложно.
«Вместо этого мы сосредотачиваемся на наноразмерных материалах, где загрузка должна быть намного быстрее, а напряжения из-за изменения объема при введении дейтерия должны быть намного меньше», - поясняет он. «Одно из наших основных направлений - так называемые эксперименты со электроосаждением, где Pd-D осаждается электрохимически. Этот подход был разработан доктором Станиславом Шпаком и доктором Памелой Мозье-Босс в Системном центре SPAWAR ВМС США в Сан-Диего. Калифорния. Эксперименты хорошо задокументированы, а их результаты опубликованы во множестве рецензируемых научных изданий, поэтому наш первый подход - попытаться воспроизвести их результаты ».
«Это проект с высоким риском и высокой наградой, т. Е. Существует очень высокая вероятность того, что мы не сможем увидеть что-либо аномальное», - говорит Пельо. «С другой стороны, если проект будет успешным, у нас будет воспроизводимый эксперимент для исследования этих реакций. Согласно современной физике, такие реакции не должны происходить, поэтому необходимо разработать новую теорию для объяснения этих реакций. Также существует возможность разработки новых источников тепла, поскольку эти реакции, как утверждается, производят избыточное тепло из электричества ».
По словам Пельо, информация, которую собирает исследование HERMES о фундаментальных свойствах систем палладий-водород, также может помочь в разработке более совершенного процесса производства водорода для топливных элементов, используемых в автомобилях .
Вот это интересно
Термин LENR - низкоэнергетическая ядерная реакция - теперь используется некоторыми учеными, «чтобы избежать стигмы, связанной с холодным синтезом», согласно Мандей.
