Onderzoekers aan de Universiteit van British Columbia (UBC) hebben een baanbrekende methode ontwikkeld die de snelheid van kernfusie aanzienlijk verhoogt. Door gebruik te maken van elektrochemische methoden om deuterium, een isotoop van waterstof, in een palladium doelwit te laden, hebben ze een significante verbetering in de fusiesnelheden waargenomen. Deze innovatieve aanpak, beschreven in het tijdschrift Nature, biedt een toegankelijker alternatief voor de traditionele, energie-intensieve methoden van kernfusie die hoge temperaturen en drukken vereisen.
Het team van UBC maakte gebruik van een speciaal gebouwde deeltjesversneller en elektrochemische reactor op laboratoriumschaal, de zogenaamde Thunderbird Reactor. Dit apparaat combineert een plasma stuwkracht, een vacuümkamer en een elektrochemische cel. Deze configuratie maakt het mogelijk om deuterium in het palladium doelwit te laden via plasma-immersie ionenimplantatie en elektrochemisch laden. Door een relatief lage elektrische spanning van slechts één volt toe te passen, bereikten de onderzoekers een deuterium-laaddichtheid die vergelijkbaar is met die verkregen onder een druk van 800 atmosfeer.
Deze elektrochemische methode resulteerde in een gemiddelde toename van 15% in de deuterium-deuterium fusiesnelheden, vergeleken met het laden van het doelwit uitsluitend via het plasmaveld. Hoewel dit specifieke experiment nog geen netto energiewinst opleverde, markeert het de eerste succesvolle demonstratie van deuterium-deuterium kernfusie met behulp van deze specifieke technieken. Professor Curtis P. Berlinguette, de corresponderende auteur van de studie, benadrukt het belang van deze doorbraak: "We hopen dat dit werk helpt om fusiewetenschap uit de gigantische nationale laboratoria te halen en op het laboratoriumbankje te plaatsen."
Dit initiatief sluit aan bij eerdere inspanningen om 'koude fusie' opnieuw te onderzoeken, een gebied dat in 1989 controversieel werd, maar nu hernieuwde aandacht krijgt dankzij geavanceerdere technieken en een beter begrip van de onderliggende processen. De ontwikkeling van de Thunderbird Reactor en de elektrochemische laadtechniek worden gezien als veelbelovende stappen om fusieonderzoek toegankelijker te maken en de ontwikkeling van duurzame fusie-energie te bevorderen. Kernfusie belooft een overvloedige, koolstofvrije energiebron met minimale langdurige radioactieve afvalproducten in vergelijking met kernsplijting. De door UBC gepionierde methoden verlagen de drempel voor experimenteel onderzoek, wat kan leiden tot een democratisering van fusie-experimenten.
Historisch gezien, hoewel de eerste demonstratie van deuterium-deuterium fusie dateert uit 1934, heeft de controverse rond koude fusie in 1989 geleid tot scepsis. Echter, de huidige resultaten, die de reproduceerbaarheid en de invloed van elektrochemische processen aantonen, bieden een nieuwe basis voor dit onderzoeksveld. De techniek van UBC creëert een schaalbaar en reproduceerbaar pad om fusiebrandstof te laden zonder de noodzaak van gigantische mechanische compressie of hogetemperatuur plasma-insluiting, die traditioneel zijn in fusie-energieonderzoek.