Condizione indispensabile perché avvenga una reazione LENR è che l’idrogeno venga abbondantemente assorbito nella struttura cristallina del nichel, questo è relativamente facile in metalli come il palladio ma nel nichel la cosa è più difficile specialmente nelle reazioni a secco, per via elettrolitica è già più facile.
D'altronde anche gli esperimenti da me fatti e descritti in precedenza avevano dimostrato che non basta avere polveri micrometriche o nanometriche, ma conta molto la loro struttura, come chimicamente sono state ottenute.
Dalle prime dimostrazione pubbliche di Rossi qualcuno aveva ipotizzato che il nichel adoperato fosse in realtà Raney-nichel una lega Ni-Al opportunamente trattata ed in grado di trattenere all’interno della propria struttura grandi quantità di idrogeno. Il Raney Nichel è molto usato in sintesi organiche.
Osservando una delle
prime patent di Rossi del 2011, avevo osservato nell'US20110005506A1 - fig. 3 e 4, la presenza di consistenti quantità di Zn e questo a mio parere potrebbe essere la conferma che la polvere usata nelle sue razioni LENR potrebbe essere Urushibara nichel , altro composto usato in processi di idrogenazione catalitica e con proprietà similari al Raney nichel ma con il pregio di non essere piroforico.
Altro fattore importante da considerare è che per entrare nella strutture cristallina del Ni l’idrogeno deve essere allo stato atomico, questo è semplice nei sistemi elettrolitici ma nei sistemi a secco dissociare l’idrogeno è problematico ed in ogni caso allo stato atomico l’ H rimane solo per tempi brevissimi, poi si riforma la molecola H
2.
Per capire meglio quale poteva essere la preparazione più adatta per le reazioni LENR ho fatto una serie di prove di assorbimento H
2 su: nichel da 100 nm, nichel Raney e nichel Urushibara.
Le prove su questi 3 tipi di nichel sono state fatte usando 2 diverse metodologie:
- m1 riscaldamento delle polveri con fornetto ad induzione:
- questo qui) riempito di H
2 a 1,5 bar (press, ass.) e portato a 300ºC
- m2 riscaldamento delle polveri con le stesse a contatto di plasma H a circa 1,5 bar ottenuto con eccitazione elettronica a 7,8KV~ alla frequenza di 10KHz.
In ambedue i metodi la misura della quantità dell’ idrogeno assorbita dalle polveri si basa sulla valutazione della variazione della pressione del gas misurata prima e dopo il trattamento; indispensabile a tal fine è conoscere l’esatto volume della camera contenente l’idrogeno.
Per fare questo in una struttura che comprende rubinetti e volumi dalle forme più svariate l’unico sistema corretto anche se un po’ macchinoso è di mettere sotto vuoto l’impianto e di fargli entrare dell’acqua distillata, il peso dell’acqua entrata dà direttamente il volume, 1g = 1cm
3. Una volta fatta la misura l’ intero impianto va messo subito sotto vuoto per eliminare l’acqua dopo aver predisposto le apposite trappole per la sua raccolta.
La completa rimozione dell’acqua dall’impianto può richiedere tempi lunghi con aspirazione eseguita con pompa da vuoto sino a raggiungere un vuoto < 0,1 torr.
Per quanto riguarda il calcolo del peso di idrogeno assorbito va calcolata la densità del gas idrogeno d
2 ad una data temperatura T
2 e ad una data pressione P
2 usando la seguente formula:
Da tenere presente che le pressioni P
1 e P
2 vanno espresse come pressioni assolute e le temperature T
1 e T
2 in gradi Kelvin. d
1, P
1 e T
1 corrispondono alla densità dell’ idrogeno : 0,0852 g/dm
3 alla pressione di 1,01325 bar (1 ATM) ed alla temperatura di 288.15 ºK (15 ºC).
Una volta calcolato la densità di H
2 prima e dopo il trattamento conoscendo l’esatto volume della camera in cui è contenuta la polvere di nichel si risale facilmente alla quantità di idrogeno in mg. assorbita dalla polvere durante questo processo.
Non sto qui a descrivere a descrivere la metodologia
m1 condotta in forno ad induzione a 300ºC ma passo direttamente alla seconda che ha dato risultati di gran lunga superiori ad una temperatura notevolmente più bassa.
Assorbimento di H2 su polveri di nichel a contatto di plasma idrogeno generato da scarica corona
Di seguito descriverò le prove di assorbimento fatte su campioni di: nichel nanometrico, nichel Raney e nichel Urushibara, sottoposti a test di assorbimento di H atomico a contatto delle polveri in condizioni di plasma ottenuto con eccitazione elettronica a 7,8KV~ e 10KHz.
Sotto schema a blocchi dell’attrezzatura adoperata per questa serie di sperimentazioni.
Il reattore
R è formato da un tubo in vetro pirex alla cui base si trova una piastra di acciaio inox su cui vengono caricate le polveri di Ni la piastra è messa a massa e sotto di essa si trova la termocoppia K per la lettura delle temperature.
All’elettrodo superiore viene applicata una tensione sinusoidale di valore efficace V 7,8KV alla frequenza di 10 KHz, ( VM= 11KV ), l’elettrodo superiore, cavo, costituisce anche la via di passaggio dell’ idrogeno in fase di caricamento , il collegamento fra l’elettrodo e la bombola è garantito da un tubo isolante in PVC.
L’ elettrodo
E in acciaio inox è posizionato all’interno di una scodella isolante
S in allumina solidale con l’elettrodo, agendo con un magnetino esternamente al reattore sulle alette interne in ferro, si può ruotare il dado d’ ottone ed aggiustare in questo modo la posizione della scodella
S con l’elettrodo rispetto alle polveri posate sul fondo, la posizione migliore della scodella isolante è a 0,5 – 1 mm dalla superficie delle polveri.
A questa distanza non si può formare un arco data la presenza dell’isolante allumina, però la rigidità dielettrica dell’ idrogeno è largamente superata e si ha l’effetto corona con formazione di plasma idrogeno e presenza di ioni H
+ e H
- in diretto contatto con le polveri di Ni.
Sotto particolari del reattore prima della messa in opera
E una volta collegato alla restante attrezzatura
L’alta tensione a 10 KHz non viene applicata in modo continuo al reattore ma in modo pulsato ripetitivo : 90 sec on e 30 sec off, questo viene ottenuto tramite il timer
T il funzionamento in modo continuo finirebbe per stressare eccessivamente il dielettrico, la scodella di allumina, e ne favorirebbe la perforazione.
Nelle prove preliminari su questo reattore usavo un Becker in vetro pirex, ma la sua vita era piuttosto corta dopo una decina di minuti veniva perforato dalla scarica corona,
Il generatore di alta tensione
G è costituito da un oscillatore sinusoidale di potenza accoppiato con un trasformatore elevatore di tensione in ferrite con secondario A. T. assemblato su misura e sotto olio di silicone AK500.
Le prove preliminari eseguite con i comuni trasformatori di flyback modificati avevano dimostrato che non erano in grado di sopportare la corrente richiesta, dopo una decina di minuti di funzionamento si bruciavano.
Di importanza fondamentale nel circuito di pilotaggio è l’ elettronica di protezione
P, infatti in caso di perforazione del dielettrico interviene in 10 msec aprendo il circuito, in sua mancanza la corrente di c. c. raggiungerebbe valori tali da distruggere velocemente per effetto joule il circuito secondario.
Sotto una vista del generatore A. T. a 10 KHz.
L’ adattatore di segnali:
- visibile qui, con il data logger permette di registrare su PC tensione, corrente, potenza assorbita e temperatura.
Prove di assorbimento su polvere di Ni da 100 nm
Sono state caricate nel reattore 0,83 g di polvere di nano Ni preparata secondo la procedura:
- qui descritta.
Sotto grafico di tensione applicata e corrente assorbita dal generatore di alta tensione e temperatura raggiunta dalla piastra porta polveri del reattore durante un tipico ciclo di funzionamento della durata di 1,16 ore, come registrato dal data logger.
Da ricordare che l’ alta tensione viene fornita alla cella per 90 sec seguita da 30 sec di riposo e questo in modo ripetitivo come si può vedere dal grafico sotto riportato.
Su questa polvere è stata portata avanti una prova di assorbimento a lungo termine durata 43 giorni descritta nel grafico sotto riportato
Nel grafico sono indicate in rosso le cariche di H
2 e le successive aggiunte, espresse in bar, in nero gli assorbimenti di H
2 da parte della polvere in mg per ogni ciclo di trattamento.
I rettangoli rossi in basso indicano i cicli del trattamento, (variabile da 2 a 6 ore) prima dell’ inizio di ogni ciclo e dopo la sua fine vengono prese le letture di pressione, sono state prese sempre con la cella fredda a temperatura ambiente in questo caso 11 ºC (periodo invernale) il locale dove è stato condotta questa sperimentazione uno scantinato presenta una grande stabilità nella sua temperatura.
I cicli di trattamento distanziati di ore ed anche di giorni fra di loro mi hanno permesso di controllare che non vi fossero perdite nel sistema, la pressione dopo un trattamento deve rimanere stabile per giorni.
Dopo il 26º giorno la polvere ha dimostrato di non assorbire più idrogeno.
Ecco come si presenta la polvere alla fine dell’esperimento una volta aperto il reattore
Prove su polvere di nichel Raney
Nel reattore sono stati caricati 1,3 g di nichel Raney, qui:
- la procedura usata per prepararlo.
Questo nichel Raney allo stato secco e conservato sotto Argon per evitare ossidazioni è stato quindi posto sotto vuoto e si è ripetuto lo stesso ciclo di trattamenti usato per le polveri di Ni da 100nm. Alla fine verrà riportato un confronto fra i vari tipi di polvere.
Prove su polvere di nichel Urushibara
La preparazione di questo composto ha solo alcuni punti in comune con il nichel Raney e presenta il vantaggio che il prodotto finale non è piroforico e può essere maneggiato senza particolari precauzioni.
Composti usati per la sua preparazione: solfato di nichel, zinco in polvere e acido acetico, qui:
- le modalità usate per la sua preparazione (Preparation 2 -4: U-Ni-A)
Nel reattore sono stati caricati 0,7 g di nickel Urushibara secco e si è ripetuto lo stesso ciclo di trattamenti usato per la polveri di Ni da 100nm.
Nessuno dei test di assorbimento H2 finora effettuati ha manifestato un’emissione anomala di calore.
Confronto fra i diversi tipi di polvere
Di seguito grafico degli assorbimenti di idrogeno da parte di 3 tipi di polveri di nichel sottoposti a due diverse metodologie:
- m1 riscaldamento a 300ºC in forno ad induzione con 1,5 bar H
2 (press. assoluta).
- m2 polvere di Ni sottoposte all’ azione di idrogeno allo stato atomico alla temperatura di 65 ºC e pressione di 1,5 bar come descritto in precedenza.
Il confronto fra le polveri è limitato ad un massimo di 12 ore di trattamento
Come evidenziato dal grafico la metodologia
m2 consente assorbimenti di idrogeno nettamente superiori alla
m1 ad una temperatura di soli 65 ºC.
Il nichel Raney è quello che assorbe più velocemente l’idrogeno, ma poi la sua capacità scende altrettanto velocemente; Il nichel Uruscibara è quello che ha dato i migliori risultati e sarà quello che verrà adoperato nelle future sperimentazioni.
Bibliografia
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Method and apparatus for carrying out nickel and hydrogen exothermal reaction
-
Un fornetto ad induzione in grado di lavorare in atmosfera controllata o sotto vuoto
-
Sistemi elettronici analogici di controllo e misura
-
Produzione di nano polvere di nichel
-
Preparazione del nichel Raney e trattamenti per renderlo adeguato a test LENR
-
General Characteristics of the Urushibara Catalysts
