Forskare vid MIT har samarbetat med ett team av forskare från University of British Columbia, University of Maryland, Lawrence Berkeley National Laboratory, och Google att genomföra en flerårig utredning om kall fusion, en typ av godartad kärnreaktion som antas inträffa i bänkapparater vid rumstemperatur.

1989, Bänkexperiment rapporterades som väckte förhoppningar om att kall fusion hade uppnåtts. Om sant, denna form av fusion kan potentiellt vara en källa till obegränsade, kolfri energi. Dock, forskarna kunde inte reproducera resultaten, och allvarliga frågor uppstod om verkets giltighet. Ämnet låg i stort sett vilande i 30 år. (I kontrast, forskning i "het" fusion har fortsatt, inklusive SPARC-samarbetet, som syftar till att kommersialisera fusionsteknik.)

Yet-Ming Chiang, Kyocera-professorn vid MIT:s institution för materialvetenskap och teknik, är en del av det Google-sponsrade teamet som nu ser över möjligheten till kall fusion genom vetenskapligt rigorösa, peer-reviewed forskning. En lägesrapport publicerad idag i Natur beskriver offentligt gruppens samarbete för första gången.

Gruppen, som omfattade cirka 30 doktorander, postdoktorer, och forskare från alla samverkande institutioner, har ännu inte hittat några bevis för fenomenet, men de hittade viktiga nya insikter i metall-väte-interaktioner som kan påverka lågenergi-kärnreaktioner. Teamet är fortfarande entusiastiska över att undersöka detta område och hoppas att deras pågående resa kommer att inspirera andra i det vetenskapliga samhället att bidra med data till detta spännande område.

F:Hur blev du involverad i ett projekt som många inte skulle tänka på?

A:Matt Trevithick SB '92, SM '94, senior program manager på Google Research, kontaktade mig våren 2015 och han gjorde det ganska försiktigt, typ att peta runt kanterna först, och så ställde han frågan, "Vad tycker du om kall fusion?" Och mitt svar till honom var att jag inte hade någon åsikt på ett eller annat sätt om de vetenskapliga meriterna, eftersom 1989, när den kalla fusionshistorien bröts, Jag arbetade helt och hållet på supraledning vid hög temperatur, som hade gått sönder 1986-87. Vi forskade rasande i mitt labb om det ämnet, och hade även startat ett företag med MIT-samarbetspartners. Så den kalla fusionshistorien kom och gick, och jag var perifert medveten om det.

Sedan frågade Matt om det här var något jag kunde vara intresserad av. Google rekryterade medarbetare i det här teamet, inte genom att berätta för oss vad de ville göra, men genom att fråga oss vad vi skulle tycka är intressant att göra. Vi skrev förslag som granskades internt. Det som var intressant för mig är tanken att elektrokemi, och speciellt elektrokemi i fast tillstånd, är en mycket kraftfull drivkraft som kan skapa ovanliga materiatillstånd. Vi har tillämpat den idén på högenergibatterier och elektrokemiska ställdon tidigare, och detta var ett annat område där elektrokemisk manipulation av materia kunde vara intressant.

Detta projekt genomfördes i smyg. Vi ville inte att det faktum att Google finansierade forskning inom detta område skulle bli en distraktion. Under de första åren, vi berättade inte ens för andra medlemmar i vår grupp om den verkliga orsaken bakom vätelagringsexperimenten som pågår i labbet!

Ariel Jackson, en postdoc, hade en stor roll i att utveckla det ursprungliga förslaget. Senare, Daniel Rettenwander och Jesse Benck gick med som postdoktorer, och David Young SB '12, SM '18 gick med som doktorand. Tillsammans, vi följde idén att använda olika typer av elektrolyter, flytande, polymer, och keramik, som medium för att elektrokemiskt pumpa väte till palladiummetall för att uppnå ett så högt belastat tillstånd som möjligt. Vi utvecklade också tekniker för att mäta belastning dynamiskt mer exakt och mer exakt än vad som gjorts tidigare. Hittills har vi kunnat nå ett H:Pd-förhållande på 0,96, där det teoretiska maxvärdet är 1, mätt till en osäkerhet på + eller—0,02. Dessa resultat har precis publicerats i Materialkemi , och ett mått på den omsorg vi gick till i detta arbete är det faktum att den kompletterande informationsdelen av tidningen är 50 sidor lång.

F:Vad har du lärt dig, och varför valde gruppen att publicera nu?

A:Den Natur publikationen klargör att vi hittills inte har upptäckt övertygande bevis för kall fusion. Vårt mål var att vara noggrant objektiva, och jag tror att vi har lyckats undvika någon form av "bekräftelsebias". Dock, vi har också lärt oss att de höga deuteriumkoncentrationer som antas vara nödvändiga för att kall fusion ska inträffa är mycket svårare att uppnå än vi skulle ha förväntat oss. Och, det har gjorts ett antal andra upptäckter som har kommit till som ett resultat av gruppens arbete som är tillämpliga inom andra vetenskapliga områden.

Googles avsikt från början var att finansiera ett multiinstitutionellt samarbete som skulle fungera tyst men intensivt, sedan publicera sina resultat i peer-reviewed tidskrifter. Nu är det rätt tid att avslöja att detta projekt existerar, att berätta för folk vad vi har hittat och inte hittat. Vi är inte färdiga – på många sätt är detta bara början – och vi vill att andra ska gå med i ansträngningarna för att undersöka materialvetenskapen, elektrokemi, och fysik kring detta ämne.

F:Vad händer härnäst på MIT?

S:Projektet vid MIT fortsätter, och vi vill lägga till laget. Det vi har lärt oss under de senaste tre åren har föreslagit nya sätt att använda elektrokemi och materialvetenskap för att skapa högt belastade metallhydrider:palladium förvisso, men även andra metaller. Vi tror att vi har hittat vissa rattar som skulle kunna tillåta oss att skapa fastillstånd som inte varit tillgängliga tidigare. Om vi ​​kontrollerat kan producera dessa, de kommer att vara mycket intressanta målmaterial för andra experiment inom det bredare programmet som tittar på, till exempel, neutronutbyten från deuterium-deuteriumfusion i en plasmaurladdningsanordning vid Lawrence Berkeley National Lab.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.