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Visualizza la versione completa : Il nostro apparato Nikel/H2 .. non ha funzionato .



fcattaneo
31-01-2012, 22:02
:cry:

Avevamo un'idea.. e forse una presunzione.
Cioè che una reazione esotermica a carico del Nikel fosse abbastanza facile da realizzare, a patto d'avere un buon reattore capace di lavorare adeguatamente a pressioni e temperature molto alte.


Del resto una teoria chiara sui questo tipo di reazioni non esiste, cosicché abbiamo pensato che un buon reattore .. condito con un po di fortuna e buona volontà, avrebbe prodotto dei risultati almeno misurabili.


Abbiamo cosi studiato un design del reattore molto efficiente ( dal punto di vista della sicurezza, della solidità e dello scambio termico) sfruttando la nostra esperienza e il finanziamento di Davide, il nostro disinteressato sponsor ( nel senso disinteressato a brevetti o segreti, dato che tutto il lavoro sarebbe stato comunque offerto in modo open ).


Il reattore è composto da 2 tubi in acciaio di circa 250 mm di lunghezza, infilati uno dentro l'altro e chiusi alle estermità da 2 raccordi ad alta pressione.
Il tubo interno ha un diametro esterno di 8 mm, mentre il tubo posto all'esterno e che costituisce l'involucro del reattore, ha un diametro interno di 10 mm. (http://www.portalsole.it/archivio/reattoreFF.swf)

L'intercapedine rappresenta la zona di reazione dove è presente il Nikel e dove viene caricato l'Idrogeno.


Il Nikel ( altra idea andata buca..:cry: ) non e' stato inserito allo stato di polvere, bensi è stato direttamente accresciuto x via galvanica, all'esterno del tubo interno.


Davide ha eseguito l'accrescimento usando una tecnica che permettesse al nikel di depositarsi in modo non perfettamente omogeneo , cosi da creare un aumento della superficie esposta allidrogeno.

E' stato intercalato uno spessore di 0,4 mm di nikel con uno strato micrometrico di palladio, poi ancora 0,4 mm di Nikel e ancora il palladio alla fine; sempre x via galvanica.

Lo scopo del palladio era quello di permettere una dissociazione della molecola di H2 ad alta temperatura e portarlo allo stato atomico.


Sono state realizzate 4 barre tutte in questo modo.. il test a cui si riferisce questo post e' quello alla prima.. le altre 3 non sono state ancora testate e presentano delle differenze.


Infatti con una particolare macchina Davide ha effettuato lo sputtering di alcuni metalli con i quali e' stato bombardato lo strato di Nikel.. lo scopo era di entrare e rompere il reticolo e permettere cosi una diffusione più capillare dell'idrogeno.. inoltre era anche quella di provare un fantomatico catalizzatore che aiutasse la reazione. ( la fortuna va cercata ;) ).
Le 3 barre sono state cosi bombardate :
Alluminio, titanio, zirconio.
Ve be.. diciamo che il test fallito si riferisce alla barra nuda e cruda.. senza 'buchi' creati da altri metalli... tuttavia la speranza che la reazione si inneschi con una delle altre 3 barre e' misera, anche perche abbiamo l'impressione che se doveva funzionare in modo evidente, si sarebbe dovuto vedere qualcosa anche cosi.


Il reattore ha un circuito primario che lavora in pressione di acqua demineralizzata a 7 bar.. lo scambio termico avviene sul secondario tramite uno scambiatore a piastre .. il secondario lavora a pressione di acquedotto ; e' inserito un misuratore di portata sul secondario x le misure calorimetriche.

Ad ogni modo per questo primo test non abbiamo messo in servizio tutto il sistema a scambio ad acqua, dato che occorre prima verificare se la reazione avvenisse e in che misura.


Per il test abbiamo quindi fatto passare un flusso d' aria all'interno del tubo interno al reattore... portato il reattore a 700 gradi ( misurati sulla superficie dell'involucro esterno ) e atteso che il sistema si stabilizzasse termicamente.
La stabilizzazione e' stata verificata quando la temperatura dell'aria all'uscita del reattore si è fermata su di un valore, senza piu' salire.

Tale valore e' stato intorno ai 160 gradi.


A questo punto abbiamo inserito l'idrogeno nel reattore a aumentato la pressione fino al raggiungimento di ben 150 BAR.
La temperatura dell'aria in uscita e' rimasta a 160 gradi !!

Aggiungo che oltre a misure di temperatura il sistema è provvisto di una unita RAM63 a scintillazione che misura le radiazioni gamma ( il valore e' sempre rimasto su quello di fondo durante tutti gli esperimenti ).
Il reattore e' schermato completamente con 20 mm di piombo.


Prima dell'esperimento descritto sono stati fatti diversi cicli di purificazione del nikel dall'eventuale ossido, utilizzando una pompa a vuoto e l'inserimento di idrogeno a bassa pressione e temperature di 900 gradi.


Un persona a noi cara, ci ha suggerito di pubblicare su Energeticambiente questa esperienza, pur se negativa.

Raccogliamo il suggerimento sperando di ottenere informazioni utili e di fornire in cambio dati tecnici utili a replicare reattori simili o ancora più efficienti.




Saluti,
Fabrizio.


Le foto si riferiscono :
- reattore,
- una delle barre bombardata con titanio ( microscopio 500 ing. )

Vettore
01-02-2012, 07:34
Innanzi tutto complimenti per la realizzazione e benvenuti!
Come forse saprete qui ci sono diversi utenti che stanno facendo o hanno fatto esperimenti simili, e sono sicuro che discutendone e scambianci idee qualcosa di interessante si riuscirà ad osservare di sicuro!
Io, nel mio piccolo credo di avere ottenuto alcuni effetti "anomali", e posso mettervi a disposizione quello che ho imparato o capito su queste reazioni.
La cosa più importante che ho capito è che non si può trascurare nessun dettaglio: ci sono moltissimi fattori che agendo assieme rendono possibile la reazione. Se si trascura qualcuno di questi fattori non si ha nessun effetto. Questo è il motivo per cui gli esperimenti vanno condotti in maniera estremamente scrupolosa e sistematica, e non ci si può affidare ai "sentito dire" o perfino a quello che si trova pubblicato in letteratura (che in molti casi non è affatto esauriente o esaustivo!). Se non si conoscono i valori di certi parametri, bisogna trovarli: questo implica moltissimi esperimenti! Non mi meraviglia affatto quindi che il vostro primo tentativo non abbia prodotto nessun effetto, sarebbe stato incredibile il contrario! :)
Ho alcuni commenti specifici da farvi, restate sintonizzati...

Dumah Brazorf
01-02-2012, 09:44
700-900°C non sono troppi? Ricordo uno dei tanti "Rossi says" dove diceva che oltre i 400-450°C il nickel dava problemi.

GabriChan
01-02-2012, 10:36
Ciao complimenti per la realizzazione, davvero ben fatta, :)
bisogna entrare nell'ordine di idee che un esperimento da sempre un esito, che pio soddisfare le ipotesi iniziali o no, comunque viene sempre data un'informazione, in questo caso la configurazione ipotizzata non ha dato risultati, comunque è un'informazione, semplicemente così non funziona e bisogna cambiare.
Suggerimenti:
1) Non credo che la temperatura del nichel debba superare la T di Curie e quindi credo si debba lavorare a temperature più basse in torno ai 500°C. per mantenere la polarizzazione dei cristalli del materiale fissa.
2) Provare a mettere una ddp tra il tubo interno e quello esterno, e quindi i due tubi dovrebbero essere isolati elettricamente, all'interno si attacca il polo negativo e a quello esterno il polo positivo, per forzare l'assorbimento dell'idrogeno dall'esterno.
3) verificare che tra i due tubi si formi un ddp quando si carica l'idrogeno, è sintomo che si sta avendo assorbimento di H monoatomico, e portarla via con una resistenza, l'esempio è la batteria ad idrogeno gassoso.
4) Il più importante non perdere mai la fiducia e continuare con i test :)

Ciao :)

Vettore
01-02-2012, 18:55
Rieccomi. Vi riporto i commenti a cui ho accennato prima.

1) Inizialmente niente acqua o altri fluidi di raffreddamento, per due motivi: se il tutto non è dimensionato bene richiate di raffreddare troppo in maniera non controllata, e quindi di prevenire qualsiasi reazione, in più il raffreddamento può nascondere effetti che magari ci sono, ma sono piccoli e quindi poco evidenti (che possono dare indizzi utilissimi su come procedere)

2) Il nickel: contrariamente a quanto si crede non deve essere purissimo, anzi le impurità favoriscono l'adsorbimento di idrogeno, e non è vero che più è sottile più funziona meglio, infatti l'effetto a quanto pare si genera in reticoli che hanno una certa estensione, quindi grani troppo piccoli sono controproducenti, dovrebbero andare bene quelli micrometrici (non nano). Forse una deposizione elettrolitica non ha affatto la distribuzione regolare che serve, forse ha una struttura disordinata che non permette l'instaurarsi di dinamiche collettive. Fossi in voi farei qualche prova con polveri e fili di diametro inferiore a 0.5 mm.

3) Trattamenti del nickel: contrariamente a quanto si crede non è utile disossidare il metallo! Anzi, a quanto pare è più utile ossidarlo rapidamente facendo dei cicli termici in aria. Questo perchè gli strati di ossido, quando crescono velocemente, creano delle sconnessioni nel reticolo che favoriscono l'adsorbimento di idrogeno. Inoltre in letteratura si trova una cosa interessante riportata spesso: i campioni che più facilmente hanno dato risultati buoni erano precedentemente stati "maltrattati", cioè avevano subito stress meccanici notevoli (stiratura, piegatura, martellatura, etc.). Ovviamente anche questa cosa non la si può fare bene con il nickel elettrodepositato. La vostra idea dello sputtering e della "farcitura" con Pd va in queste direzioni, e quindi la condivido in pieno, ma la deposizione elettrolitica vanifica un pò entrambe le cose...

4) Pressioni dei gas: sono stati descritti effetti a pressioni di 0.1 atm fino a poco più di 20 (Arata è arrivato a 50), ma mai di più. Credo che una pressione troppo elevata sia controproducente (oltre che pericolosa), io mi manterrei inizialmente vicino a 1 atm, poi salirei verso 10 quando si iniziano a vedere i primi effetti, ma non prima.

5) Le temperature: aspetto fondamentale!!! La reazione ha luogo quasi certamente tra i 150°C ed i 400°C. Sembrerebbe che bisogna arrivare almeno alla temperatura di Debye del nickel, e forse mantenersi al limite di quella di Curie, quindi l'ideale è tra mantenersi tra i 180°C ed i 350°C. Non è chiaro se o quale di queste due temperatura abbia un ruolo importante, quasi certamente la reazione si spegne sotto quella di Debye. Salire sopra i 500°C è inutile dannoso, soprattutto se non si lavora con pezzi di metallo solidi e consistenti.

6) Il trigger e le condizioni di non-equilibrio: è certo che la reazione non si innesca da sola, quando ci sono le condizioni giuste bisogna farla partire con una variazione brusca di qualcuno dei parametri fisici (temperaura, pressione, stress meccanisi, etc.). Molti esperimenti descritti in letteratura consistevano in un susseguirsi di variazioni, fino a quando non si osservava qualcosa. Anche le consizioni di non-equilibrio favoriscono l'inizio della reazione: è utile creare gradienti termici, gradienti di pressione (flusso di idrogeno piuttosto che gas fermo), o correnti elettriche e differenze di potenziale.

7) Sembrerebbe (non confermato) che un campo elettrico e/o magnetico a bassa frequenza (50Hz) possa contribuire a innescare la reazione.

Beh, per ora mi sembra abbastanza... :-)

Fateci sapere!

fcattaneo
01-02-2012, 21:03
Ringrazio tutti per i suggerimenti e rispondo un po a tutti in questo post.

-La temperatura di 700 gradi, mantenuta dal regolatore, era misurata sulla superficie esterna del reattore; riferendosi all'animazione che ho pubblicato su Portalsole (http://www.portalsole.it/archivio/reattoreFF.swf) si tratta del punto contrassegnato TRC.01.
Dato che l'aria presente nel tubo interno fuoriusciva alla temperatura di 160 gradi ( punto TR.01 ), significa che il Nikel si trovava ad una temperatura compresa in questo intervallo.
Non si puo sapere con precisione quanto perche non c'e' una termocoppia inserita nel nikel.
Un termocoppia in quella posizione renderebbe vana la costruzione estremamente robusta e il sigillo del reattore.

Mettere una ddp non e' possibile dato che i raccordi sono in acciaio ad alta pressione e quindi c'e' un corto circuito naturale tra il tubo interno e quello esterno.
Avrei in programma di coinvolgere la sezione ARI della mia zona per trasformare il nostro reattore in una "antenna" non accordata, in modo da poter generare onde stazionarie.... ma vorrei fare questo SOLO se osserviamo qualcosa di significativo senza.

La pressione di H2 e' stata portata da 5 BAR a 150 a colpi di circa 20 bar e osservando se la T. in uscita variasse gia a P inferiori... ma non e' successo.

Non ci perderemo certo d'animo ma e' probabile che il limite maggiore sia nell'accrescimento galvanico del Nikel.

Oggi pero' abbiamo smontato il reattore del primo esperimento e abbiamo visto qualcosa di veramente strano.
La barra interna era in condizioni perfette.. lucidissima come quando era stata inserita, TRANNE che in 3 differenti punti dove era fortemente annerita.
Non riusciamo a capire cosa possa aver determinato questo annerimento... non era presente ossigeno dato che la temperatura e' stata aumentata solo dopo diversi lavaggi, prima con N2 e poi con H2.

Riteniamo che una reazione in superficie del Nikel non potesse cosi facilmente essere rivelata con un aumento della T. nell'aria uscente dal tubo interno.. soprattutto se tale reazione ha coinvolto solo pochi e limitati punti e solo in superficie, ( per arrivare all'aria c'e' comunque 0,8 mm di Ni e 1 mm di acciaio... la resistenza termica non e' cosi bassa.)

Bhe.. comunque questi annerimenti non dimostrano nulla.. solo che occorre provare ancora.

Un grazie a tutti,
Fabrizio.



21424

Vettore
02-02-2012, 06:59
Beh, da quello che dici io sarei tutt'altro che pessimista o deluso! Siete all'inizio con gli esperimenti, in genere bisogna farne decine per iniziare ad osservare qualcosa! E devo dire che il vostro apparato si presta molto bene per condurre parecchi esperimenti...
Un paio di osservazioni:

1) L'ho già detto in altri thread, mantenere la temperatura costante è sbagliato! Bisogna mantenere la potenza immessa costante, e misurare la temperatura a cui si porta il sistema (mantenendo inalterate le condizioni al contorno). Se mantieni costante la temperatura praticamente limiti qualsiasi deriva spontanea del sistema. Inoltre la differenza tra la temperatura del punto esterno e di quella dell'aria in uscita mi sembra eccessiva, se anche ci fosse stato un eccesso di calore che produceva un incremento della temperatura di 50°C all'interno, non lo avresti osservato fuori! Sia perchè lo "appiattivi" con il controllo di temperatura, sia perchè piccolo rispetto al delta in gioco (700-160). Per quanto il forte gradiente sia un fattore positivo, in questa fase cercherei di ridurlo molto, diminuendo la temperatura esterna e riducendo il flusso dell'aria. Tra l'altro misurerei la temperatura del tubo a contatto con l'aria, non quella dell'aria!

2) Il tempo è una variabile importante, non so quanto è durato il vostro esperimento, ma spesso l'istaurarsi di questi fenomeni richiede parecchie ore o addirittura giorni.

3) Io ripeterei l'esperimento tentando di riprodurre quelli di Piantelli-Focardi, che sono i più semplici e "puliti", e quelli che danno maggiore certezza di osservare qualcosa. Si fornisce una potenza costante e si aspetta che il sistema vada a regime (prendendo nota della temperatura che raggiunge). Poi si toglie la potenza e si aspetta che il sistema si raffreddi, e si ripetono questi cicli "a gradino" parecchie volte. Prima o poi si dovrebbe osservare un salto di temperatura diverso che indica che la reazione si è innescata.
La pressione va regolata all'inizio (da 1 a 10 atm), e non cambiata in seguito. Se Focardi e Piantelli sono riusciti ad osservare qualche effetto con barrette e lamine di nickel, è probabile che anche il vostro deposito elettrolitico mostri qualche effetto.

Riguardo gli annerimenti: sono stati descritti parecchie volte in letteratura, ed in genere sono proprio il segno che qualcosa è avvenuto. Sono causati da micro-esplosioni o fusioni localizzate, e a volte sono associati anche all'emissione di neutroni. C'è un articolo di Ubaldo Mastromatteo che descrive qualcosa di simile su un film sottile di nickel.

fcattaneo
02-02-2012, 17:09
1) L'ho già detto in altri thread, mantenere la temperatura costante è sbagliato! Bisogna mantenere la potenza immessa costante, e misurare la temperatura a cui si porta il sistema (mantenendo inalterate le condizioni al contorno).

Se mantieni costante la temperatura praticamente limiti qualsiasi deriva spontanea del sistema.

Capisco il tuo punto di vista ma il campo di applicabilità nel nostro sistema non darebbe risultati sostanzialmente diversi.
Infatti nel nostro reattore la regolazione della temperatura viene fatta con un regolatore PID ( non On/Off ), quindi una eventuale perturbazione che cambierebbe gli apporti energetici, non verrebbe immediatamente compensata.

In pratica il nostro sistema e' approssimabile ad un sistema a potenza fissa dove il valore della potenza viene trovato dal complesso algoritmo del regolatore.
Una perturbazione verrebbe compensata ma in tempi che ci permetterebbero comunque di rilevarla come un aumento della T. dell'aria.

Inoltre nel nostro design un eventuale aumento della T. a carico del Nikel, si trasferirebbe molto piu' agevolmente all'interno e non all'esterno del reattore e quindi determinerebbe un aumento della T. dell'aria maggiore dell'aumento della T. superficiale del reattore.
Questo l'ho pero' determinato a "sensazione" ... domani provo ad incaricare un ING. in modo da farmi calcolare e simulare analiticamente il trasferimento di calore come si distribuibirebbe date dimensioni e tipo di materiali.





Inoltre la differenza tra la temperatura del punto esterno e di quella dell'aria in uscita mi sembra eccessiva, se anche ci fosse stato un eccesso di calore che produceva un incremento della temperatura di 50°C all'interno, non lo avresti osservato fuori! Sia perchè lo "appiattivi" con il controllo di temperatura, sia perchè piccolo rispetto al delta in gioco (700-160). Per quanto il forte gradiente sia un fattore positivo, in questa fase cercherei di ridurlo molto, diminuendo la temperatura esterna e riducendo il flusso dell'aria. Tra l'altro misurerei la temperatura del tubo a contatto con l'aria, non quella dell'aria!



Questo potrebbe essere vero, tante che noi abbiamo ridotto al minimo possibile la pressione dell'aria compatibilmente con un valore di portata assolutamente riproducibile e costante.
Per quanto riguarda il valore di energis trasferibile con un aumento di 50 gradi bisognerebbe appiunto avere un riscontro analitico.. se no andiamo a sensazione entrambi ;).
Considera pero che noi ricercavamo una forte reazione e non trasmutazione appena rilevabile per la quale i nostri strumenti non sono adatti.
La misura della T dell'aria in effetti e' la misura della T del tubo in uscita perche c'e' un pozzetto termometrico a contatto.
Il tutto e' naturalmente ben coibentato.
L'aria e' probabile sia 2-3 gradi in piu'.




2) Il tempo è una variabile importante, non so quanto è durato il vostro esperimento, ma spesso l'istaurarsi di questi fenomeni richiede parecchie ore o addirittura giorni.

3) Io ripeterei l'esperimento tentando di riprodurre quelli di Piantelli-Focardi, che sono i più semplici e "puliti", e quelli che danno maggiore certezza di osservare qualcosa. Si fornisce una potenza costante e si aspetta che il sistema vada a regime (prendendo nota della temperatura che raggiunge). Poi si toglie la potenza e si aspetta che il sistema si raffreddi, e si ripetono questi cicli "a gradino" parecchie volte. Prima o poi si dovrebbe osservare un salto di temperatura diverso che indica che la reazione si è innescata.

L'esperimento e' in una cantina di una casa privata :) ... ci sono implicazioni di sicurezza per cui noi preferiamo presidiare il posto durante tutto il ciclo di esperimenti... a una ceerta ora raffreddiamo e spegnamo tutto.
Purtropppo per ora siamo in queste condizioni.





Riguardo gli annerimenti: sono stati descritti parecchie volte in letteratura, ed in genere sono proprio il segno che qualcosa è avvenuto. Sono causati da micro-esplosioni o fusioni localizzate, e a volte sono associati anche all'emissione di neutroni. C'è un articolo di Ubaldo Mastromatteo che descrive qualcosa di simile su un film sottile di nickel.

Sembrano in effetti microesplosioni, ben visibili ad occhio nudo.
Magari faccio delle foto a 500 ing. e le pubblico.


Grazie,
Fabrizio.

fcattaneo
02-02-2012, 19:26
Queste 2 immagini degli annerimenti, tratte da altrettante foto fatte con il cellulare... me ne scuso per la qualità pessima.

misterk
06-02-2012, 19:01
Queste 2 immagini degli annerimenti, tratte da altrettante foto fatte con il cellulare... me ne scuso per la qualità pessima.

mi pare che la strada indicata dal prof Stremmenos e la polvere di nichel e il trattamento di degasassaggio che cobnsistew
di 2 settimane a 500 gradi e vuoto spinto,
il vero catalizzatore e il pretrattamento del nichel pero non saprei dire se si puo fare (o e valido) anche sulla nichelatura anche perche se uno strato ricopre l'altro alla fine sara solo lo strato esterno ad essere esposto anche se la superfice è 10 volte piu grande rimane sempre poca cosa,,

altra cosa secondo me quando si fanno questi esperimenti bisogna puntare sopratutto che il calore si verifichi e poi pensare a raffreddamenti e schermatura,
per ultimo l'idrogeno come l'avete usato? eviterei assolutamente di tenersi vicino una bombola enorme di quel gas,
visto che se consuma una quantita irrisoria (pare qualche grammo) trovare una bomboletta micro oppure qualcosa che lo produce all'istante ecco questo punto edi basilare importanza per gli eperimenti fai da te, niente bombole grandi a portata di mano,
e comunque mettere subito all'uscita della bombola un minuscolo foro una strozzatura molto piccola che anche se l'imvolucro contenente nichel si perfora o si crepa il gas esce in maniera irrisoria,
tenere delle bombole grosse piene di idrogeno uno non sa cosa sta facendo mai fidarsi,

Vettore
07-02-2012, 06:31
@fcattaneo
La qualità delle immagini è un pò bassa, quindi si può dire poco, ma già da una prima analisi si nota che le bruciature hanno una simmetria radiale, questo è un buon segno...

Maxwell61
20-05-2012, 09:18
Queste 2 immagini degli annerimenti, tratte da altrettante foto fatte con il cellulare... me ne scuso per la qualità pessima.
Incredibile, il "pitting" è identico ai danni fatti dalla cavitazione a bolle sulle eliche navali o gli impeller delle pompe..... escluso i bordi in rilievo che probabilmente non possono formarsi in condizioni fisiche totalmente differenti come su una girante in acqua. Deve essere una coincidenza senza importanza, ma lo ricordo visto che nessuno ha detto niente a riguardo.

Esempio di pitting da cavitazione in acqua:
http://rvsafetysystems.com/Engine damage photos/Liner cavitation pitting.jpg

boss 77
20-05-2012, 22:01
Potrebbe essere pitting corrosion??

Maxwell61
21-05-2012, 11:49
Boss, sai per caso quali sono i tempi impiegati per sviluppare pitting corrosion su elementi metallici? Non ne ho idea.
I danni da cavitazione in acqua si possono sviluppare (e in genere si sviluppano) in poche ore.

boss 77
21-05-2012, 21:56
la pitting corrosion può essere 100 volte piu veloce di una corrosione "normale" molto poi dipende dal caso
comunque è solo un idea

il sistema iniziale descritto con piu componenti in effetti può dar luogo a fenomeni complessi ...

mi sto informando circa la fessurazione da idrogeno ma di solito non da fori regolari ......