Przełomowe badania nad bezemisyjnym wytwarzaniem ciepła
W 1989 roku elektrochemicy Martin Fleischmann i Stanley Pons ogłosili, że zademonstrowali zjawisko zimnej fuzji, czyli przeprowadzili reakcję jądrową w temperaturze pokojowej. Ich eksperymenty polegały na umieszczeniu deuteru, stabilnego izotopu wodoru, w palladzie. Dokonanie to miało otworzyć drogę do wytwarzania wodoru jako praktycznie nieograniczonego, taniego i czystego źródła energii o minimalnym wpływie na środowisko. Trudności z powtórzeniem tych eksperymentów zasiały jednak w środowisku naukowym wątpliwości co do tego, czy zimna fuzja jest w ogóle możliwa. „Tym niemniej 2015 roku Google przeznacza miliony na ten obszar badań”, mówi koordynator projektu HERMES(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Pekka Peljo z Uniwersytetu w Turku(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Finlandii. „Efektem była publikacja wyników badań w czasopiśmie Nature(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w 2019 r. Chociaż nie znaleziono jeszcze dowodów na istnienie tego zjawiska, autorzy artykułu przekonująco dowodzili, że w dziedzinie wciąż jest wiele interesujących procesów do odkrycia”.
Analiza systemów elektrochemicznych Pd-D
Celem finansowanego przez UE projektu HERMES było zbadanie tego potencjału poprzez zbadanie anomalii oddziaływania palladu z dodatkiem deuteru (Pd-d) w różnych temperaturach. „Wydało się to nam interesujące”. Celem finansowanego przez UE projektu HERMES było zbadanie tego potencjału poprzez zbadanie anomalii oddziaływania palladu z dodatkiem deuteru (Pd-d) w różnych temperaturach. „Wydało się to nam interesujące”, dodaje Peljo. „Kolejną motywacją był kryzys klimatyczny. Potrzebujemy nowych źródeł energii, dlatego trzeba przyjrzeć się nawet mało prawdopodobnym opcjom, takim jak zimna fuzja”. W projekcie HERMES zastosowano najnowsze technologie w celu przygotowania, scharakteryzowania i zbadania elektrochemicznych układów Pd-D, zarówno w temperaturze pokojowej, jak i w temperaturach do 600 stopni Celsjusza. Eksperymenty dotyczyły głównie elektrochemicznego wytwarzania wodoru lub deuteru z wody. Ich celem było sprawdzenie, czy nawet jeśli nie uda się zaobserwować żadnych efektów jądrowych, nadal będzie można zdobyć informacje na temat wytwarzania wodoru.
Nowe informacje na temat wytwarzania wodoru
Projekt HERMES potwierdził najważniejsze ustalenia badania Google, a mianowicie, że zimna fuzja wciąż nie została udowodniona (zespół Google opublikował niedawno nowe badanie w czasopiśmie „Nature”)(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Jednak dzięki połączeniu syntezy i charakterystyki materiałów z nowymi metodami obliczeniowymi udało się uzyskać nowe informacje na temat reakcji wydzielania wodoru – procesu chemicznego, w którym powstaje wodór. „Wykonane przez nas nanostruktury dały nam także interesujący wgląd w to, jak rozmiar i kształt materiału może wpływać na rekcję wydzielania wodoru”, mówi Peljo. „Jednym z ciekawych odkryć było to, że nanomateriały nie były w stanie osiągnąć wystarczająco wysokich ładunków wodoru ze względu na ich efekt powierzchniowy”. W projekcie przeanalizowano także wykorzystanie różnych stopów, jak również palladu jako katalizatora do wydzielania wodoru. Choć nie są to jeszcze ostateczne wnioski, wyniki prac rzucają nowe światło na tę dziedzinę. Co więcej, wiele narzędzi i metod opracowanych w ramach projektu – na przykład służących do pomiaru ciepła i charakteryzowania cząstek – można potencjalnie wykorzystać w innych eksperymentach.
Badania materiałowe, elektrochemia i modelowanie komputerowe
Zespół ma nadzieję wykorzystać tę pracę i zastosować zdobytą wiedzę do innych materiałów. „Pallad jest również wykorzystywany jako katalizator w przemyśle chemicznym, stąd tam mogą pojawić się możliwości”, zauważa Peljo. Innym ważnym rezultatem projektu HERMES było przeszkolenie wielu doktorantów i studentów podoktoranckich w zakresie różnych dyscyplin, w tym badań materiałowych, elektrochemii i modelowania obliczeniowego. Wielu z tych badaczy znalazło później stałe posady, dzięki czemu Europa zyskuje wiedzę specjalistyczną niezbędną do odegrania roli pioniera w rewolucji wodorowej.