Des chercheurs du MIT ont collaboré avec une équipe de scientifiques de l'Université de la Colombie-Britannique, l'Université du Maryland, Laboratoire national Lawrence Berkeley, et Google pour mener une enquête pluriannuelle sur la fusion à froid, un type de réaction nucléaire bénigne supposée se produire dans un appareil de paillasse à température ambiante.

En 1989, des expériences sur paillasse ont été signalées qui ont fait naître l'espoir que la fusion à froid avait été réalisée. Si vrai, cette forme de fusion pourrait potentiellement être une source d'infinies, énergie sans carbone. Cependant, les chercheurs n'ont pas pu reproduire les résultats, et de sérieuses questions se sont posées sur la validité de l'œuvre. Le sujet est resté en grande partie en sommeil pendant 30 ans. (En revanche, les recherches sur la fusion "à chaud" ont persisté, dont la collaboration SPARC, qui vise à commercialiser la technologie de fusion.)

Yet-Ming Chiang, le professeur Kyocera au Département de science et d'ingénierie des matériaux du MIT, fait partie de l'équipe sponsorisée par Google qui revisite maintenant la possibilité de la fusion à froid grâce à des méthodes scientifiquement rigoureuses, recherche évaluée par des pairs. Un rapport d'étape publié aujourd'hui dans La nature décrit publiquement la collaboration du groupe pour la première fois.

Le groupe, qui comprenait une trentaine d'étudiants diplômés, post-doctorants, et les scientifiques du personnel de toutes les institutions collaboratrices, n'a pas encore trouvé de preuves du phénomène, mais ils ont trouvé de nouvelles informations importantes sur les interactions métal-hydrogène qui pourraient affecter les réactions nucléaires à basse énergie. L'équipe reste enthousiaste à l'idée d'étudier ce domaine et espère que leur voyage en cours inspirera d'autres membres de la communauté scientifique à fournir des données dans ce domaine intrigant.

Q :Comment vous êtes-vous impliqué dans un projet que beaucoup n'envisageraient pas ?

R :Matt Trevithick SB '92, SM '94, responsable de programme senior chez Google Research, m'a approché au printemps 2015 et il l'a fait avec précaution, sorte de piquer sur les bords au début, et puis il a posé la question, « Que pensez-vous de la fusion froide ? » Et je lui ai répondu que je n'avais pas d'opinion dans un sens ou dans l'autre sur les mérites scientifiques, car en 1989, quand l'histoire de la fusion froide a éclaté, Je travaillais à fond sur la supraconductivité à haute température, qui avait rompu en 1986-87. Nous faisions furieusement des recherches dans mon laboratoire sur ce sujet, et avait également créé une entreprise avec des collaborateurs du MIT. Alors l'histoire de la fusion froide allait et venait, et j'en étais vaguement conscient.

Ensuite, Matt m'a demandé si c'était quelque chose qui pourrait m'intéresser. Google a recruté les collaborateurs de cette équipe non pas en nous disant ce qu'ils voulaient faire, mais en nous demandant ce que nous trouverions intéressant de faire. Nous avons rédigé des propositions qui ont été examinées en interne. Ce qui m'intéressait, c'est l'idée que l'électrochimie, et surtout l'électrochimie du solide, est une force motrice très puissante qui peut créer des états inhabituels de la matière. Nous avons déjà appliqué cette idée aux batteries à haute énergie et aux actionneurs électrochimiques, et c'était un autre domaine dans lequel la manipulation électrochimique de la matière pouvait être intéressante.

Ce projet a été réalisé en cachette. Nous ne voulions pas que le fait que Google finance des recherches dans ce domaine devienne une distraction. Pendant les deux premières années, nous n'avons même pas dit aux autres membres de notre groupe la vraie raison des expériences de stockage d'hydrogène en cours dans le laboratoire !

Ariel Jackson, un post-doctorant, a joué un rôle majeur dans l'élaboration de la proposition initiale. Plus tard, Daniel Rettenwander et Jesse Benck ont ​​rejoint en tant que post-doctorants, et David Young SB '12, SM '18 s'est joint en tant qu'étudiant diplômé. Ensemble, nous avons poursuivi l'idée d'utiliser différents types d'électrolytes, liquide, polymère, et céramique, comme moyen par lequel pomper électrochimiquement de l'hydrogène dans du palladium métallique afin d'atteindre un état de charge aussi élevé que possible. Nous avons également développé des techniques pour mesurer la charge dynamiquement plus précisément et plus précisément qu'auparavant. À ce jour, nous avons pu atteindre un rapport H:Pd de 0,96, où le maximum théorique est 1, mesurée à une incertitude de + ou—0,02. Ces résultats viennent d'être publiés dans Chimie des Matériaux , et une mesure du soin que nous avons apporté à ce travail est le fait que la section d'informations supplémentaires du document compte 50 pages.

Q :Qu'avez-vous appris ? et pourquoi le groupe a-t-il choisi de publier maintenant ?

R : Le La nature La publication indique clairement qu'à ce jour, nous n'avons pas découvert de preuves convaincantes de la fusion à froid. Notre objectif était d'être scrupuleusement objectif, et je pense que nous avons réussi à éviter toute forme de "biais de confirmation". Cependant, nous avons également appris que les concentrations élevées de deutérium supposées nécessaires à la fusion à froid sont beaucoup plus difficiles à atteindre que prévu. Et, il y a eu un certain nombre d'autres découvertes résultant des travaux du groupe qui sont applicables dans d'autres domaines scientifiques.

L'intention de Google depuis le début était de financer un effort de collaboration multi-institutionnel qui fonctionnerait tranquillement mais intensivement, puis publier ses conclusions dans des revues à comité de lecture. C'est le bon moment pour révéler que ce projet existe, pour dire aux gens ce que nous avons trouvé et ce que nous n'avons pas trouvé. Nous n'avons pas terminé - à bien des égards ce n'est que le début - et nous voulons que d'autres se joignent à l'effort pour étudier la science des matériaux, électrochimie, et la physique entourant ce sujet.

Q :Quelle est la prochaine étape au MIT ?

R :Le projet au MIT continue, et nous cherchons à ajouter à l'équipe. Ce que nous avons appris au cours des trois dernières années a suggéré de nouvelles façons d'utiliser l'électrochimie et la science des matériaux pour créer des hydrures métalliques hautement chargés :le palladium bien sûr, mais aussi d'autres métaux. Nous pensons avoir trouvé certains boutons qui pourraient nous permettre de créer des états de phase qui n'étaient pas accessibles auparavant. Si nous pouvons les produire de manière contrôlée, ils seront des matériaux cibles très intéressants pour d'autres expériences dans le cadre du programme plus large, par exemple, rendements neutroniques de la fusion deutérium-deutérium dans un dispositif à décharge plasma au Lawrence Berkeley National Lab.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.