Pesquisadores do MIT colaboraram com uma equipe de cientistas da Universidade de British Columbia, a Universidade de Maryland, Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, e o Google para conduzir uma investigação de vários anos sobre fusão a frio, um tipo de reação nuclear benigna com a hipótese de ocorrer em aparelhos de bancada em temperatura ambiente.

Em 1989, Foram relatados experimentos de bancada que aumentaram as esperanças de que a fusão a frio foi alcançada. Se for verdade, esta forma de fusão pode ser potencialmente uma fonte ilimitada, energia livre de carbono. Contudo, os pesquisadores não conseguiram reproduzir os resultados, e sérias questões surgiram sobre a validade do trabalho. O tópico permaneceu em grande parte adormecido por 30 anos. (Em contraste, a pesquisa em fusão "quente" persistiu, incluindo a colaboração SPARC, que visa comercializar tecnologia de fusão.)

Yet-Ming Chiang, o Professor Kyocera no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais do MIT, faz parte da equipe patrocinada pelo Google agora revisitando a possibilidade de fusão a frio por meio de rigor científico, pesquisa revisada por pares. Um relatório de progresso publicado hoje em Natureza descreve publicamente a colaboração do grupo pela primeira vez.

O grupo, que incluiu cerca de 30 alunos de pós-graduação, pós-doutorado, e cientistas da equipe de todas as instituições colaboradoras, ainda não encontrou nenhuma evidência do fenômeno, mas eles encontraram novos insights importantes sobre as interações metal-hidrogênio que podem afetar as reações nucleares de baixa energia. A equipe continua entusiasmada com a investigação dessa área e espera que sua jornada inspire outros na comunidade científica a contribuir com dados para este campo intrigante.

P:Como você se envolveu com um projeto que muitos não considerariam?

R:Matt Trevithick SB '92, SM '94, gerente sênior de programa do Google Research, se aproximou de mim na primavera de 2015 e ele o fez com muito cuidado, meio que cutucando as bordas no começo, e então ele fez a pergunta, "O que você acha da fusão a frio?" E minha resposta a ele foi que eu não tinha uma opinião, de uma forma ou de outra, sobre os méritos científicos, porque em 1989, quando a história da fusão a frio estourou, Eu estava trabalhando muito na supercondutividade de alta temperatura, que quebrou em 1986-87. Estávamos fazendo pesquisas furiosas em meu laboratório sobre esse assunto, e também havia fundado uma empresa com colaboradores do MIT. Então, a história da fusão a frio veio e se foi, e eu estava perifericamente ciente disso.

Então Matt perguntou se isso era algo em que eu poderia estar interessado. O Google recrutou os colaboradores desta equipe não dizendo o que eles queriam que fosse feito, mas perguntando-nos o que acharíamos interessante fazer. Escrevemos propostas que foram revisadas internamente. O que foi interessante para mim é a ideia de que a eletroquímica, e especialmente a eletroquímica de estado sólido, é uma força motriz muito poderosa que pode criar estados incomuns da matéria. Aplicamos essa ideia a baterias de alta energia e atuadores eletroquímicos anteriormente, e este era outro campo no qual a manipulação eletroquímica da matéria poderia ser interessante.

Este projeto foi executado furtivamente. Não queríamos que o fato de o Google estar financiando pesquisas nessa área se tornasse uma distração. Nos primeiros anos, nem mesmo contamos a outros membros do nosso grupo a verdadeira razão por trás dos experimentos de armazenamento de hidrogênio em andamento no laboratório!

Ariel Jackson, um pós-doutorado, teve um papel importante no desenvolvimento da proposta original. Mais tarde, Daniel Rettenwander e Jesse Benck ingressaram como pós-docs, e David Young SB '12, SM '18 ingressou como estudante de graduação. Juntos, buscamos a ideia de usar diferentes tipos de eletrólitos, líquido, polímero, e cerâmica, como o meio pelo qual bombear eletroquimicamente o hidrogênio no metal paládio, a fim de atingir um estado com a maior carga possível. Também desenvolvemos técnicas para medir o carregamento de forma dinâmica de forma mais precisa e precisa do que antes. Até o momento, conseguimos chegar a uma proporção H:Pd de 0,96, onde o máximo teórico é 1, medido com uma incerteza de + ou — 0,02. Esses resultados acabam de ser publicados em Química de Materiais , e uma medida do cuidado que tivemos neste trabalho é o fato de que a seção de informações suplementares do jornal tem 50 páginas.

P:O que você aprendeu, e por que o grupo decidiu publicar agora?

R:O Natureza a publicação deixa claro que até o momento não descobrimos evidências convincentes para a fusão a frio. Nosso objetivo era ser escrupulosamente objetivo, e acho que conseguimos evitar qualquer forma de "viés de confirmação". Contudo, também aprendemos que as altas concentrações de deutério supostamente necessárias para que a fusão a frio ocorra são muito mais difíceis de atingir do que esperaríamos. E, houve uma série de outras descobertas que surgiram como resultado do trabalho do grupo que são aplicáveis ​​em outras áreas científicas.

A intenção do Google desde o início era financiar um esforço colaborativo multi-institucional que funcionasse de forma silenciosa, mas intensiva, em seguida, publique suas descobertas em periódicos revisados ​​por pares. Agora é o momento certo para divulgar que este projeto existe, para contar às pessoas o que encontramos e o que não encontramos. Ainda não terminamos - em muitos aspectos, isso é apenas o começo - e queremos que outros se juntem ao esforço de pesquisar a ciência dos materiais, eletroquímica, e a física em torno deste tópico.

P:O que vem a seguir no MIT?

R:O projeto no MIT continua, e estamos procurando aumentar a equipe. O que aprendemos nos últimos três anos sugeriu novas maneiras de usar a eletroquímica e a ciência dos materiais para criar hidretos metálicos altamente carregados:paládio, com certeza, mas também outros metais. Acreditamos ter encontrado alguns botões que podem nos permitir criar estados de fase que não estavam acessíveis antes. Se pudermos produzi-los de forma controlada, eles serão materiais-alvo muito interessantes para outros experimentos dentro do programa mais amplo olhando, por exemplo, produção de nêutrons da fusão de deutério-deutério em um dispositivo de descarga de plasma no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley.

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.