L'elettrocomica di chi nega la compressione elettrochimica! (II)

(segue dal precedente post) 

Pur non essendo un esperto, insisto che in questo (e altri) blog si sta discutendo inutilmente da settimane di una questione acclarata da anni. Mi permetto di dirlo perché ricevo email molto circostanziate da parte di persone coinvolte già 7 anni fa nella stessa identica querelle (a differenza mia, si tratta di fonti assai esperte dell'argomento) che ci tengono a far sapere a tutti che la compressione in un catodo cavo è dovuta alle leggi classiche dell’elettrochimica (dunque non servirebbe scomodare nemmeno le spiegazioni di Malatesta).

Lo sviluppo di idrogeno sul catodo di una cella elettrolitica è il metodo classico per caricare i fili di palladio: il caricamento porta il rapporto H/Pd (atomi di idrogeno diviso atomi di palladio nel metallo) anche vicino a 1; considerando il volume del filo rispetto al volume che occuperebbe l’idrogeno ad una atmosfera, facendo il rapporto si ha la pressione equivalente dentro il metallo. 

Esempio: una mole di H2 a pressione atmosferica occupa 22.4 litri; se di questa mole di idrogeno ne “carichiamo” la metà dentro una mole di palladio (assorbimento fino al rapporto 1/1 di H/Pd), l’equivalente aumento di pressione è dato dal rapporto tra 11.2 l e il volume occupato da una mole di palladio pari a 8.56 cm3 ( volume molare); quindi, considerato che 1 l = 1000 cm3, la pressione diventa 11200/8.56 = 1308 atmosfere. 

Conseguenza di questo è che se il catodo anziché un filo fosse un cilindro cavo con pareti di spessore adeguato, nello spazio cavo al suo interno si libererebbe idrogeno a pressione sempre più alta fino all’equilibrio con la pressione di caricamento elettrolitico di una eventuale cella.

Chi nel 2006 seguì la vicenda ricorda molto bene che Camillo Franchini scommise con Ubaldo Mastromatteo che l'invenzione di Arata non può funzionare tout court. La posizione di Franchini era la stessa che continua a difendere contro tutti e contro tutto ancora oggi (ahimè, continuando a fare proseliti).

Franchini elesse come arbitro della scommessa Michel McKubre, in quanto esperto in elettrochimica e persona leale e influente. Potete leggere, tra poche righe, la risposta che dette McKubre a Franchini: con disappunto del secondo, il primo ammise chiaramente di avere lui stesso fatto “esplodere” (in realtà deformato fino a rottura) alcuni catodi cavi. Possibile che Franchini si sia dimenticato di quel carteggio?

Insomma, a sentire negare ancora la possibilità della compressione elettrochimica, vengono in mente le parole di Heidegger: il nulla nulleggia!

From: Michael McKubre

Sent: Thursday, March 23, 2006 10:38 PM

To: Camillo Franchini

Cc: Ubaldo Mastromatteo, Francesco Celani, Lino Daddi, Luca Gamberale, Sergio Focardi, Vincenzo Nassisi, Francesco Piantelli, Vittorio Violante, Ettore Ruberti, Vincenzo Iorio, Fulvio Frisone, Giancarlo Ruocco, Yasuhiro Iwamura, Yoshiaki Arata e molti altri ancora... 

Subject: Re: cathode drop 

Dear Camillo

You have placed me in a position of great trust, but I don't know the exact nature of either of your claims.  

Before you elect me as moderator you should consider that I am already prejudiced.  I know as an experimental fact that the pressure inside a closed Pd cathode under modest external electrolysis in a 1 Atm. environment can, should, will and does rise to values sufficient to exceed the yield strength of pure Pd*.  I have measured these pressure up to 1000 Atm. (I think Arata has measured to 2000 Atm.) - both the limit of the pressure gauge not the limit of the effect.  I have seen the D2 blisters in Pd (and H2 blisters in steel) caused by this effect.  And I have deformed and exploded Arata DS cathodes in my laboratory at internal pressures that must have exceeded 300-400 M Pa (3000 - 4000 Atm.).  The effect that Arata invented and used a long time ago to supply high purity  H2 and D2 gases at high pressures really does work.  Sometimes it works to well.

As it should work!  The adsorbed intermediate D or H that results from cathodic discharge has an activity governed by the kinetic balance between the rate of creation (cathodic current density) and the rates of consumption in the two competing processes:

a) Molecule formation and bubble evolution; H + H -> H2 (or for D).

b) Atomic absorption; H ads -> H abs (or for D).

When the rate of step "a" is low (e.g. with the use of a recombination poison), and the current density high, the surface activity of H ads (and thus activity of H abs) can be very high indeed.  In Arata's device this activity of H abs communicates directly with the inner wall and the molecular gas inside, so that at equilibrium the inner pressures become huge.   

I don't know about Arata's exact wording below; I suspect some problems with translation.  But I guarantee this.  Arata knows exactly what is going on, what is causing the intense pressure and how to best use it.  Arata is one of the most able men I have ever met. He is not always completely clear, but it is clear to me that he knows what he is talking about. 

Best regards 

Mike McKubre 

* In fact this is the reason that the electrolysis of bulk high purity Pd cannot produce sustained cold fusion effects, as I published in the proceedings of ICCF7. 

** This is a difficult concept for thermodynamicists, but easy for kineticists.  Think of two tall tanks, side-by-side, A open and B closed, connected by a pipe at the bottom.  They start "empty" (i.e. filled with Air at 1 Atm.).  Tank A (the adsorbed surface atoms) is filled with water from a tap at the top (the cathodic current) and emptied by a tap at the bottom (reaction "a").  Reaction "b" (the water that flows in the pipe) goes to fill the absorbed metal sites and (in Arata's DS cathodes) the void space inside.  The gas pressure inside the Arata closed volume is the pressure in Tank B.  As we decrease the flow of the tap pouring water out of Tank A into the air at 1 Atm., the height rises in Tank A.  In the steady state both tanks will have the same pressure.  Both must always and inevitably be greater than 1 Atm., and approach a limit of 1 Atm. from above as the size of the orifice at the bottom exceeds that of the inflow at the top  The chemical potential of adsorbed atoms (height in A) will be equal to the chemical potential (fugacity) of the enclosed gas (pressure in B).

P.S. Per concludere, un attento lettore del blog stamattina ha invitato chi è veramente interessato ai fatti (invece che alle chiacchiere) a prendersi la briga di digitare in Google "palladium hollow cathode hydrogen generator" per capire perché non abbia alcun senso chiedere a Celani di rifare questo "esperimento". Per i più pigri, un link al volo a titolo di esempio: 
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac60291a014. 
È parte di un documento del Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, CA) dove si parla di un generatore elettrolitico di Idrogeno ultra puro che può raggiungere una pressione di 40 atmosfere. Si tratta di un documento pubblicato in Analytical Chemistry nel 1970... ripeto, 1970!

N.B. Di fronte ai due ordini di grandezza che separano le pressioni calcolate all'inizio del post (1300 atm) e quelle ottenute dal JPL (40 atm), va osservato che nel primo caso si tratta di un calcolo ideale (tutto dipende da come è fatto il catodo e dallo spessore delle sue pareti ecc.), mentre nel secondo caso è probabile che la pressione nel catodo cavo venga limitata a 40 atm per questioni di praticità (pressioni superiori a qualche centinaio di bar sono difficili da gestire per via dei materiali e delle connessioni, come la stessa prova di Celani ha messo in evidenza). 

[segue]

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