Ipotesi E-Cat (versione 2.0)

Mentre sull'era del petrolio calano le prime ombre della sera...

il reattore Ni-H inventato da Rossi e Focardi sgomita tra depistaggi dei suoi stessi artefici, guerra di brevetti col principale competitor, probabili tentativi di replica in tutto il mondo, speranze dei sostenitori, invidia o critiche dei detrattori. 

E il nostro Jack continua, step by step, a raffinare le possibili ipotesi sul segreto che si nasconde nel cuore dell'Ecat. 

Proprio Ipotesi E-Cat, pubblicato lo scorso 9 maggio (qui) con le brillanti speculazioni e i disegni 3D di Jack, è diventato in soli 5 giorni il post più commentato da sempre di Ventidue passi d'amore e dintorni. Ora, tirate le fila della discussione sviluppatasi sul blog, Jack ci propone un importante aggiornamento. 

L'idea della revisione (difficilmente sarà l'ultima) è nata anche dalla richiesta di Steven Krivit di poter pubblicare - prossimamente - tali ipotesi su New Energy Times, cosa di cui la "community" che orbita attorno a 22passi non può che essere orgogliosa.

Ringrazio tutti i lettori che hanno contribuito alla discussione nel primo post, proponendo domande, suggerimenti e stimoli a Jack. Sotto il "cappello" del blog 22passi, sono tutti coautori di questa seconda versione di Ipotesi E-Cat.

E ringrazio Jack di tutto il tempo che sta dedicando a questo thread, con passione e competenza (Jack è un ingegnere che opera nel campo della medicina nucleare).

22passi
(Daniele Passerini)

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Ipotesi E-Cat

versione 2.0

Una esclusiva di 22passi.blogspot.com - CREATIVE COMMONS LICENSE

Premessa: tutto quello che seguirà sono considerazioni altamente speculative, basate sulle poche informazioni ottenibili da alcune immagini dell’E-Cat e dalle notizie rilasciate dalla coppia Rossi-Focardi. Cercare di capire come funziona l’invenzione del decennio è un gioco divertente, ma probabilmente utile solo a quelli che, come me, non riescono a frenare il cervello quando parte per la tangente. Grazie alla prima pubblicazione sul blog 22passi, molti dei lettori si sono uniti in questa impresa ed hanno espresso commenti e valutazioni tecniche interessanti. Il documento che segue è dunque una revisione del precedente e prende spunto anche da questi suggerimenti.

L’obiettivo ultimo è comprendere come sia possibile che un tubo di rame dall’apparenza mesta e poco signorile si appresti a rivoluzionare il mondo.

Spero che Rossi non se la prenda, in fondo tutto quello che segue è la sintesi delle informazioni pubblicate su vari siti web, partendo da 22passi e NET. Molto materiale è stato raccolto da wikipedia. A questa sintesi aggiungo qualche disegno CAD, un po’ di fantasia ed ecco a voi un reverse engineering molto, ma molto, approssimativo.

Ovviamente: Don’t try this at home!

Cominciamo a parlare del nostro tubo.

ECat – Esterno (immagine di G. Guidi)

Sono state individuate quattro macro-versioni del’E-Cat. Partendo dall’interpretazione più semplice, fino a giungere al modello più complesso. Ognuna di queste cerca di non entrare in contraddizione logica con le informazioni riportate da Rossi-Focardi e sfrutta qualche concetto di ingegneria basilare per poter finalizzare un modello 3D funzionale.

ECat – Versione 1 sezionata (immagine di G. Guidi)

Come si vede nel modello semplificato 3D, l’E-Cat è un tubo sagomato in rame. Ci sono chiari i punti di ingresso dell’acqua ed il punto di uscita. Si da per scontato che l’acqua non tocchi mai ne l’idrogeno e ne la miscela di Nickel. La camera interna, ovvero il cuore del reattore, è un contenitore di acciao inox (fonte Rossi che rispondeva a domande sulla possibile contaminazione di rame nelle ceneri) in cui dentro è contenuta la miscela in pressione satura di H2 probabilmente a 20/30 bar (fonte brevetto).

Il sistema si scalda a mezzo di due termoresistenze. La prima interna più piccola e la seconda esterna molto corposa. La prima domanda è: perché due? La resistenza interna, che secondo me Rossi chiama “di controllo”, è la principale responsabile del riscaldamento della miscela. Io l’ho piazzata sull’asse del tubo al centro del nucleo del reattore. Mi sembra il punto più sensato dove il suo effetto sul nickel possa essere massimizzato. Potrebbe essere anche molto più lunga (quasi quanto tutto il tubo), ma dato che supponiamo che il Nickel sia presente solo nel cuore dell’Ecat è probabile che la resistenza sia concentrata solo in quel punto. La termoresistenza scalda in pratica tutto il core di acciao inox. La seconda resistenza è esterna. La sua missione è probabimente quella di scaldare tutto il tubo in modo che si raggiunga velocemente la temperatura di innesco della reazione Ni-H. È sicuramente utile anche per pre-riscaldare l’idrogeno che si trova nel tubo più esterno. Durante l’esperimento del 14 Gennaio sembra che un guasto abbia messo fuori uso una resistenza. Secondo me si è rotta quella esterna. Il reattore è così stato riscaldato da quella più piccola interna con molto più tempo. Se ne deduce che non sono necessarie entrambe, ma che il reattore potrebbe funzionare anche solo con quella interna. Probabilmente, la presenza di entrambe aiuta il reattore a restare stabile, ovvero a non oscillare in temperatura verso l’alto o il basso. Se la reazione Ni-H dipende dal calore, si innesca infatti una retroazione che può facilmente o spingerlo troppo in alto (si scalda, si alza l’energia e si scalda ancora di più) o verso il basso (si raffredda, cala l’energia e si raffredda ancora di più). Avere due termoresistenze che non sono Ni-H dipendenti aiuta ad evitare che il reattore oscilli. Motivo per cui a Rossi non piace lasciare il reattore a input zero (staccato dalla corrente) nonostante possa anche funzionare in questa modalità.

Il reattore in questa versione sembra estremamente semplice. La polvere di Nickel è introdotta dallo stesso tubo in cui viene inserito l’Idrogeno (affermazione non supportata da fatti o da commenti di Rossi). Infatti nelle foto si vede un tappo o addirittura un rubinetto posto in verticale. Rossi probabilmente lo apre e letteralmente versa dentro la miscela. L’H2 è direttamente in contatto con il Ni e con il catalizzatore.

La questione temperatura del core e dell’acqua. Dato il flusso d’acqua e la quantità di energia rilasciata dal reattore è molto complesso stimare la temperatura interna del core e quindi del Nickel. È probabile che sia anche molto alta (fino a 500°) entrando dunque negli intervalli di valori in cui diversi metalli a caricamento gassoso di Idrogeno o Deuterio hanno sviluppato effetti anomali (vedi pubblicazioni di Stremmenos, Piantelli, Celani, Arata). La temperatura di “lavoro” è comunque diversa dalla temperatura di innesco della reazione Ni-H. Dai dati sperimentali (soprattutto gli esperimenti con professori svedesi) emerge che la reazione parte già a 60° ovvero il momento in cui in questi esperimenti cambia la curva di riscaldamento del reattore. A questo va aggiunto che anche Focardi ha confermato che la temperatura di innesco è estremamente bassa, cosa che rende l’esperimento di Rossi molto diverso da tutti i suoi simili dove le temperature di innesco e di lavoro si pongono verso i 400°C e oltre.

Il catalizzatore. Per cercare di immaginare vagamente cos’è il catalizzatore, bisogna farsi la domanda: a cosa serve il catalizzatore? Probabilmente il catalizzatore aiuta la penetrazione dei protoni (il nucleo dell’Idrogeno) all’interno dei grani di Nickel. Per fare questo l’Idrogeno passa da stato molecolare (H2) a ione H+ (protone). Focardi cita questo fattore in una sua intervista. Questa scissione richiede energia e va in qualche modo aiutata. Inoltre il protone deve potersi muovere con facilità in questo catalizzatore per finire nel Nickel. Uno dei materiali che si pone in pole position per questo tipo di missione è il “mitico” Palladio o il Platino. Guarda caso esce un altro “eroe” della fusione fredda, un elemento noto per caricarsi di Idrogeno e favorirne la scissione.

Oltre al Palladio, il Platino è usato anche nelle celle a combustibile come strato di interfaccia fra l’Idrogeno e la membrana PEM (Proton Exchange Membrane). Vedere su Wikipedia su fuel cell per tutti i dettagli. Il Platino dissocia le molecole H2 e favorisce la penetrazione nella PEM. In questa versione del reattore Rossi il Platino/Palladio è in piccoli grani diffusi nella miscela. Se fosse solo su una parete sarebbe poco attivo sul Nickel non in contatto con il bordo della camera. Inoltre Rossi in passato lavorava per NETL (www.netl.doe.gov) sponsorizzato dal DOD per la realizzazioni di dispositivi ad alta efficienza ad effetto seebeck per la conversione di calore in elettricità (http://dodfuelcell.cecer.army.mil/library_items/Thermo(2004).pdf). In uno dei brevetti americani si cita in modo esplicito il Platino ed alcune tecnologie usate nelle fuel cell. È dunque possibile che questi materiali rientrino nel know-how di Rossi negli anni in cui non lavora ancora al 100% sulle LENR.

Ma c’è un problema. Rossi concede agli svedesi un campione da analizzare di povere usata nel rattore. Si trova del Nickel, del Rame (10%) e del Ferro (10%). E il catalizzatore? Rossi in qualche modo (chimico o meccanico) potrebbe averlo rimosso. Certo è che se una piccola parte rimaneva e lo spettrometro di massa degli svedesi la rivelava erano dolori. Il supersegreto Rossi non credo voglia giocare con rischi di questo tipo. Allora forse il catalizzatore non è nella forma che potremmo immaginare. Questa che segue è la seconda versione del E-Cat nata.

ECat – Versione 2 sezionata (immagine di G. Guidi)

ECat – Versione 3 sezionata (immagine di G. Guidi)

In questa versione l’Idrogeno e il Nickel non sono direttamente in contatto. Si trovano separati da una membrana (o layer metallico) che si comporta esattamente come le PEM delle celle a combustibile. La membrana probabilmente è dotata di uno strato di platino o palladio… o potrebbe essere anche composta interamente da questi elementi o da una loro lega. In questo caso niente mix di polveri, ma solo un sistema che favorisce la migrazione/penetrazione dei protoni. In questo caso però solo il Nickel a contatto con la membrana potrebbe reagire. È dunque probabile che la struttura interna sia atta a massimizzare il contatto metallo-Nickel. E’ possibile che la membrana non funga da separatore di camera, ma sia semplicemente immersa in un’atmosfera satura di idrogeno. Otteniamo dunque la terza versione del nostro ECat.

ECat – Versione 4 sezionata (immagine di G. Guidi)

La quarta versione è semplicemente la prima in cui viene ridotta la camera di reazione e viene inserito un layer di piombo fra la camera esterna e quella interna.

Questo strato potrebbe essere utile a rendere il reattore intrensicamente sicuro e permetterebbe anche di raccogliere l’energia dei gamma (solo se questi sono però a basse energie) emessa dalla camera primaria. L’energia termica è comunque probabilmente legata al riscaldamento dei micro-grani di Nickel per effetti interni al nucleo di Nickel eccitato dall’assorbimento del protone (o protone “neutralizzato” da un elettrone). La radioattività del sistema è comunque estremamente bassa in relazione al numero di reazioni nucleari necessarie alla potenza termica totale registrata. Allo stato attuale non sono ancora chiari quali siano i processi che innescano il fenomeno e che tipo di decadimenti possano giustificare questo tipo di output termico.

Sono ancora indeciso fra queste quattro versioni di E-Cat. Attualmente prediligo la prima solo per una questione di semplicità. Nel mondo delle fuel cell inoltre esistono anche alternative al Platino/Palladio (vedi http://blogs.physicstoday.org/update/2009/04/iron-rivals-platinum-as-fuel-c.html) ed un suo sostituto potrebbe essere un mix a base di Ferro. Ferro, proprio quello che si trova al 10% come residuo delle polveri e che si fa fatica a spiegare sia come prodotto di fusione (nuclearmente troppo lontano dal Nickel) sia come erosione della camera di Inox (anche gli svedesi su questo punto non ci credono). Che il componente principale del catalizzatore sia sotto il nostro naso?

Vi lascio forse con più dubbi che certezze… ma in fondo è il bello di questo oggetto!

Saluti

Jack

(Giacomo Guidi)