电化学提升冷聚变效率15%
摘要
英属哥伦比亚大学通过电化学技术提升氘-氘聚变效率15%，首次验证该技术的可行性，为冷聚变研究开辟新途径。尽管未实现能量净增益，但方法可复现，团队结合核聚变、材料科学和电化学探索未来能源潜力。研究部分基于谷歌资助的冷聚变评估项目，美国能源部也正资助相关研究。
英属哥伦比亚大学的研究人员旨在探索冷聚变的能源‘圣杯’——即晶格约束聚变或低能核反应（LENR）——通过电化学方法将额外的氘离子加载到金属晶格中，并发现相比未采用电化学加载技术的实验，其性能提升了15%，这被该校称为‘适度’的提升。
虽然实验规模仅为实验室级别，且能量输入仍大于输出，但这是首次通过该技术成功演示氘-氘聚变。研究结果于8月20日发表在《自然》杂志上。
材料选择：研究团队使用钯靶材，因为钯能轻松在其晶格结构中吸收氘。被限制在晶格中的氘离子更容易与入射的氘发生碰撞并聚变。
该校研发了一种包含粒子加速器的桌面设备，研究人员称之为“雷鸟反应堆”。该设备包括三个主要组件：等离子体推进器、真空室和电化学池。钯靶的一侧通过等离子体浸没离子注入法轰击高浓度氘燃料，而另一侧则是电化学池。
研究人员的电化学方法是将钯浸泡在重水（氢被氘取代的水）中，随后施以1伏电压引入偏压，促使钯吸收氘。
论文通讯作者、英属哥伦比亚大学杰出学者Curtis Berlinguette解释说：‘目标是提高燃料密度和氘-氘碰撞的概率，从而增加聚变事件。1伏电压实现了通常需要800个大气压才能达到的效果。虽然我们未能实现净能量增益，但这种方法以一种其他研究者可复现和改进的方式提升了聚变率。’
过往的回响：钯和重水浴也曾用于1989年饱受争议的冷聚变实验中，化学家Martin Fleischmann和B. Stanley Pons声称他们在犹他大学和杨百翰大学的实验产生了异常热量，暗示了一种全新、清洁且丰富的能源。他们的发现——以及通过新闻发布会而非期刊文章宣布的方式——引发了轰动，但无法独立验证，冷聚变的说法随后被否定。
《核新闻》在1989年5月的一篇题为《犹他实验：这真的是聚变吗？》的文章中报道了这一消息。到1989年7月，《核新闻》报道称Fleischmann和Pons‘传信’表示不会出席洛斯阿拉莫斯国家实验室组织的冷聚变会议，与会科学家认为这些现象‘缺乏足够坚实的实验结果来支持部分声称的结论。’
发现与目标：与Fleischmann和Pons不同，英属哥伦比亚大学的研究团队迅速澄清他们并非测量热量，而是通过中子作为聚变反应的证据。
与仅使用等离子体场加载钯靶相比，电化学加载氘使氘-氘聚变率平均提高了15%。
Berlinguette表示：‘我们的方法将核聚变、材料科学和电化学结合起来，创建了一个可以系统调整燃料加载方法和靶材的平台。’
团队的发现包括‘在电子伏特能量尺度上对金属靶材进行电化学加载，可以影响兆电子伏特能量尺度上的核反应。’
当代研究：英属哥伦比亚大学团队的工作基于2015年由谷歌资助的‘多机构同行小组’重新评估冷聚变的研究。2019年，该小组（包括英属哥伦比亚大学的研究人员）在《自然》杂志上发表题为《重审冷聚变的冷案》的综述，尽管他们‘未找到支持冷聚变说法的证据’，但确定了未来的研究方向——包括英属哥伦比亚大学研究人员目前仍在探索的工作。
2023年2月，美国能源部高级能源研究计划局（ARPA-E）宣布为八项研究项目提供1000万美元资助，旨在确定LENR未来是否可能成为一种可行的能源。ARPA-E希望通过这笔资金‘打破僵局’，确定LENR是否值得作为未来能源研究的重点。