home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ United Public Domain Gold 2 / United Public Domain Gold 2.iso / utilities / pu729.dms / pu729.adf / Fusionheat.txt < prev    next >
Text File  |  1995-03-09  |  19KB  |  417 lines

  1. >>>u_sci/physics 3500 nat@netcom.COM(18428)13Nov91 13:08 
  2. TITLE: Reproduceable Excess Heat -- From sci.physics.fusion 
  3.  
  4. +From         : nat@netcom.COM (Nathaniel Stitt) 
  5. +Organization : Netcom - Online Communication Services  (408 241-9760 guest) 
  6. +Keywords     : fusion heat energy atom electron 
  7.  
  8.  
  9. This is from a thread on sci.physics.fusion.  The following articles 
  10. were all posted by Prof. John Farrell, one of the authors of a paper 
  11. published in Fusion Technology, V20, Aug. 1991. 
  12.  
  13. The most interesting claim is of a 100% reproducible method of 
  14. generating measurable excess heat.  Note that the heat generating 
  15. process is NOT claimed to be fusion, but rather a previosly unobserved 
  16. physical process. 
  17.  
  18. This repost to sci.physics is by permission of Prof. Farrell. 
  19.  
  20.  
  21. ======= Article posted to sci.physics.fusion on Mon, 4 Nov 1991 21:47:47 GMT 
  22.  
  23. Richard Schroeppel <rcs@cs.arizona.edu> asks why the paper by Mills 
  24. and Kneizys, Fusion Technology. 20 (1991) 65, has not received more 
  25. attention and if there has been any duplication. 
  26.  
  27. 1.  The paper was published in Fusion Technology.  Not many 
  28. institutions receive this journal--thus, not much attention. 
  29.  
  30. 2.   Mills, Kneizys, and Farrell are not calorimetry people. (Although, 
  31. when you get this kind of excess heat, how good do you have to be. 
  32. Furthermore, we had some excellent calorimetry people come in and 
  33. help us.) 
  34.  
  35. 3.  Mills and Farrell have tried to publish the theory elsewhere--Phys. 
  36. Rev. Lett.,  for example.  Some of the referees have been favorable 
  37. (very creative, intriguing, and so on).  But trying to publish a theory 
  38. that overturns Schrodinger mechanics is quite difficult (as you might 
  39. expect). 
  40.  
  41. 4.  Yes, we have had others duplicate the work.  One internationally 
  42. famous electrochemist has submitted his results to Nature.  As you 
  43. know, Nature has not published **any** positive cold-fusion research. 
  44. My guess is that this work will not be published in Nature either. 
  45.  
  46. 5.  I am not at liberty to give you the names of all who have had 
  47. positive results with our system (0.6 M K2CO3 with a Ni cathode and a 
  48. Pt anode).  To my knowledge, six labs have successfully repeated the 
  49. work.  I can give you the following :  V. C. Noninski (508)879-4457--his 
  50. work has been accepted for publication in Fusion Technology.  James 
  51. McBreen, Brookhaven National Labs (Upton, NY). 
  52.  
  53. 6.  The work reported in Fusion Technology was essentially a 100 mW 
  54. reactor.  We have had a 100 W reactor working for about one month. 
  55. 30-50 W in, that is, (Vappl - 1.48) i  =  30-50 W.  100-120 W out.  There is 
  56. little or no recombination of hydrogen and oxygen. 
  57.  
  58. 7.  This week we should have a 1000 W reactor going. 
  59.  
  60. 8. We have **never** had a K+/Ni system that did not produce excess 
  61. heat (unless we poisoned the electrode).  As far as we can tell this 
  62. system is 100% reproducible. 
  63.  
  64. Tips on repeating the experiment: 
  65.  
  66. 1.  Use normal water, H2O not D2O, unless you are looking for tritium 
  67. or neutrons.  Essentially all of the heat is **not** caused by fusion but 
  68. by some other physical process--namely shrinkage of hydrogen atoms 
  69. from the n = 1 state to the n = 1/2 state.  (I know this is hard to believe, 
  70. particularly for someone like me who has taught quantum chemistry 
  71. for 25 years, but life **is** stranger than fiction.) 
  72.  
  73. 2.  Ni foil or wire can be used.  The Ni should be clean.  Handle the Ni 
  74. carefully with cotton or plastic gloves.  Do **not** clean the Ni with 
  75. nitric acid or organic solvents. 
  76.  
  77. 3.  About 0.6 M K2CO3 is best.  Lower and higher concentrations work 
  78. but not as well. 
  79.  
  80. 4.  Use a current density of 1 ma/cm2 with a foil or 2 ma/cm2 with a 
  81. wire.  Most researchers are using current densities that are **too 
  82. high**.  The object is to form H atoms on the surface of the NiHx. 
  83. These H atoms then can undergo a catalytic shrinkage in the presence 
  84. of K+ (or other suitable ion).  If a high current density is used the H 
  85. atoms are forced off of the surface.  (The Ni does not enter into the 
  86. reaction, it simply is a surface on which the H atoms can form.) 
  87.  
  88. 5.  It is important to electropolish the Ni cathode before beginning the 
  89. calorimetry.  That is, run the electrolysis (preferably in the calorimetry 
  90. cell) for about half an hour to an hour with the Ni as the anode and the 
  91. Pt as the cathode. 
  92.  
  93.  
  94. Other possible systems: 
  95.  
  96. Thousands of other systems are possible.  Unfortunately, most of these 
  97. are ions or ion combinations that are difficult or impossible to make. 
  98. We have tried many of the chemically reasonable ones and the K+ 
  99. system works best.  Pd2+/ Li+ works, but not as well.  Note Pd2+,  not 
  100. Pd metal.  We believe that to the extent that Pd/Li+ works, it is Pd2+ 
  101. on or near the surface of the Pd that is the active species.  Rb+ works, 
  102. but not as well.  Li+, Na+, Cs+ do not work.  Ti2+ does work.  Here 
  103. again, to the extent that Ti/D2 gives neutrons, we believe that the 
  104. active species is Ti2+.  (Whenever neutrons are given off, enormous 
  105. amounts of heat are given off as well.  The heat does not come from 
  106. the fusion itself but from shrinkage of the H atoms or D atoms to a size 
  107. sufficiently small that fusion can occur.  As far as we can tell, only an 
  108. extremely small fraction of the atoms shrink sufficiently for fusion to 
  109. occur.) 
  110.  
  111.  
  112. John Farrell 
  113. Franklin & Marshall College 
  114.  
  115.  
  116.  
  117. ======= Article posted to sci.physics.fusion on 8 Nov 91 15:53:43 GMT 
  118.  
  119. John Moore asks: 
  120.  
  121. >What is the source of energy in this system? 
  122.  
  123. Hydrogen energy levels are given by E(n)  = -13.6 eV/n**2. 
  124. H(n = 1) is at -13.6 eV.  Assume, for a moment, the wildly impossible-- 
  125. that n can not only = 1, 2, 3, ... but that n = 1/2, 1/3, 1/4, ... . 
  126. Then, H(n = 1/2) is at 4(-13.6 eV) = -54.4.   Thus, the energy difference 
  127. between the two states is 40.8 eV.  That is, a 40.8 eV photon should be 
  128. given off in going to the n = 1/2 state. 
  129.  
  130. At -54.4 eV this atom, should it exist, would be *very stable*.  After all, 
  131. the ionization energy of He is 24.6 eV.  That is, this atom should be 
  132. **extremely stable** and very small-- r =  (1/2) of the Bohr radius. 
  133. There would be no cooling when the electrolysis is stopped.  The only 
  134. way to get the atom to return to the n = 1 state is for it to absorb a 40.8 
  135. eV photon. 
  136.  
  137. One can observe these 40.8 eV (and higher energy) transitions by 
  138. putting dental film next to the Ni cathode.  You have to remove the 
  139. film from the plastic and from the cardboard wrapping (in a dark 
  140. room).  The film must be wrapped in water tight material, but thin (so 
  141. that the 40.8 eV photons can penetrate).  (A condom works fine.)  The 
  142. whole experiment must be done in a dark room or dark container. 
  143. Suitable controls must be used--like Na2CO3 instead of K2CO3. 
  144. Electrolyze for a week or so, you will observe dark spots on the film 
  145. (K2CO3 solution only) indicating hot spots on the 
  146. cathode.  (This is, of course, not conclusive proof of these lower energy 
  147. states for hydrogen but we are getting there.) 
  148.  
  149.  
  150. >What are the values of Vappl and I (in the 100 W reactor)? 
  151.  
  152. Vappl = 4 volts      I =  20 amps  We used a Kepco constant current 
  153. power supply, Model ATE6-50M.  This requires about 2000 meters 
  154. of 0.127 mm diameter Ni wire (Johnson Matthey).  We used 
  155. platinized Ti mesh anodes. 
  156.  
  157. This is about 50 W,  (4-1.48)20  = 50 W.  At 50 W we get about 120 W 
  158. out.  (We applied no correction for heat taken away by the escaping 
  159. gases, which is considerable, so the actual output is probably greater 
  160. than 120 W. 
  161.  
  162. Notes: 
  163.  
  164. 1.  When you run 100-200 mW reactors you have to use a well 
  165. insulated container with a cell constant of at least 20 C/watt.  We used 
  166. small dewar flasks. 
  167.  
  168. 2.  When you run a 100 W reactor you need a less well insulated cell-- 
  169. about 0.5 C/watt.  We use a large nalgene beaker with a fitted nalgene 
  170. lid (with holes for letting the gases escape). 
  171.  
  172.  
  173. John Farrell 
  174. Franklin & Marshall College 
  175.  
  176.  
  177. ======= Article posted to sci.physics.fusion on 11 Nov 91 15:39:58 GMT 
  178.  
  179. Chuck Sites asks: 
  180.  
  181. 1.  Have you run any AC experiments? 
  182.  
  183. Answer.  We have **pulsed** the voltage and current.  We vary the 
  184. voltage in a (almost) square wave.  We get a lot more heat this way, but 
  185. this introduces another complication in calculating the excess heat.  At 
  186. this point, we would prefer that anyone who wants to duplicate these 
  187. results use constant current or constant voltage or, better yet, constant 
  188. power. 
  189.  
  190. 2.  Are any salts formed on the cathode or anode? 
  191.  
  192. Answer.  The only noticeable salt formation is at the liquid/air interface 
  193. as the liquid level lowers.  Also, in the 100W reactor, evolving gases 
  194. carry electrolyte out of the cell and we get salt formation on the exit 
  195. holes and so on. 
  196.  
  197. 3.  Several months back you mentioned KCl as an electrolyte.  Do you 
  198. think this is still a good electrolyte to reproduce your H2O experiments. 
  199.  
  200. Answer.  KCl works, but we don't get as much heat as with K2CO3.  In 
  201. addition, chloride gas is produced (with KCl) and eventually the 
  202. cathode performance is affected.  In general, -2 anions work better than 
  203. -1 anions. 
  204.  
  205. 4.  How far into and away from the metal/liquid interface do you expect 
  206. the formation of H(n = 1/2) to exist.  In other words when does the 
  207. transition from this state to the metal band state occur, or the 
  208. electrolyte conduction states? 
  209.  
  210. Answer.  We believe that this phenomenon is a surface effect.  Two K+ 
  211. ions must be very close to a H(n=1) atom.  H (n=1) atoms are formed at 
  212. the surface of the cathode and K+ ions are drawn there because the 
  213. cathode is negatively charged.  Accordingly, the H(n = 1/2) atoms are 
  214. produced at the electrolyte/metal interface.  Unfortunately, we do not 
  215. know the fate of these atoms.  They can undergo additional transitions, 
  216. n = 1/3, 1/4 etc, but this simply begs the question.  Remember, these 
  217. atoms will be extremely stable (that is, inert) and very small (about 1/8 
  218. the size of a H(n=1) *atom*.  At the moment, we are searching for 
  219. them in the evolved gases.  The hydrogen to oxygen ratio will not be 
  220. 2:1 if we are correct because some of the hydrogen produced will be 
  221. H(n=1/2) and will not form H2 (because H(n=1/2) is so stable). 
  222.  
  223.  
  224. John Farrell 
  225. Franklin & Marshall College 
  226.  
  227.  
  228.  
  229. ======= Article posted to sci.physics.fusion on 11 Nov 91 15:43:40 GMT 
  230.  
  231. David Taylor asks: 
  232.  
  233. 1. On page 72 of the paper published in Fusion Technology, v20, Aug. 
  234. 1991, Mills states: "The removal of negative Fourier components of 
  235. energy m X 27.2 eV, where m is an integer, gives rise to a larger positive 
  236. electric field inside the spherical shell, which is a time-harmonic 
  237. solution of Laplace's equations in spherical coordinates. In this case, the 
  238. radius at which force balance and nonradiation are achieved is a(sub 0) / 
  239. (m+1), where m is an integer. In decaying to this radius from the 
  240. ground state, a total energy of [(m+1)(m+1) - 1] X 13.6 eV is released. This 
  241. process is hereafter referred to a hydrogen emission by catalytic thermal 
  242. electronic relaxation (HERTER)."   Mills then gives examples of some 
  243. catalysts that can be used (K, Li/Pd, Ti) to cause resonant shrinkage. He 
  244. also lists the potentials of the resonating cavities, which vary from 27.28 
  245. to 27.54 eV. How close to the 27.2 eV value does one have to be? If not 
  246. exactly on, why not? 
  247.  
  248. Answer.  The energy has to be the same as the potential energy of an 
  249. electron in tne n = 1 state of the hydrogen atom--at the actual site of the 
  250. hydrogen atom that is to undergo the transition.  Published ionization 
  251. energies of atoms and ions are for the **gas** phase.  In solution these 
  252. ions are hydrated or otherwise chelated and the ionization energy will 
  253. be somewhat different than in the gas phase.  In addition, the ions may 
  254. have some velocity relative to the hydrogen atom.  Finally, the energy 
  255. will be affected by the electric field (and possibly the magnetic field) of 
  256. the electrode.  Thus, we allowed some leeway. 
  257.  
  258. 2. Doesn't both potassium and hydrogen exist in the required states in 
  259. seawater? What about other reaction chains where all the products 
  260. exist simultaneously and can combine to produce resonator cavities of 
  261. ~ 27.2 eV? 
  262.  
  263. Answer.  Most of the hydrogen in seawater is in H2O, HCO3-, and so 
  264. on.  Not much hydrogen in seawater exists as **hydrogen atoms**. 
  265. Furthermore,  The hydrogen atoms must be in close proximity to 
  266. **two** K+ ions, probably at a specific distance. 
  267.  
  268. 3. None of the equations that describe the reaction used for this 
  269. research (potassium carbonate) mention the platinum anode. Is it 
  270. really necessary to use such an expensive piece of wire, or would 
  271. copper serve as well? If copper would be bad (for cathode muck buildup 
  272. or other reasons), would platinum electroplated over copper work OK? 
  273. How about using nickel for both the cathode and the anode and 
  274. running high frequency AC? 
  275.  
  276. Answer.  It is not necessary to use Pt.  But you have to use something 
  277. that will not go into solution and gum up the cathode.  Recently we 
  278. have been using platinized Ti which is much cheaper than Pt.  We 
  279. have used Ni/Ni.  It works, but Ni is transferred form the anode to the 
  280. cathode. 
  281.  
  282.  
  283. 4. Do the equations for D hold for plain old H? (I assume they do, since 
  284. the extra neutron wouldn't do anything to the charge radius or 
  285. whatever.) 
  286.  
  287.  
  288. Answer.  Yes. 
  289.  
  290. 5. When deuterium is used, tritium and protons are produced. What 
  291. happens when plain old hydrogen is used (as suggested in the recent 
  292. post on repeating the experiment)? 
  293.  
  294. Answer.  If you mean --are any nuclear products formed?  We don't 
  295. know.  We hope not. 
  296.  
  297. Paul Dietz asks: 
  298.  
  299. In electrolysis in carbonate solution, can't peroxycarbonate ions be 
  300. produced?  Would their recomposition account for the extra heat? 
  301.  
  302. Answer.  We titrated the solutions after one month of operation and 
  303. found no change in the carbonate concentration. 
  304.  
  305.  
  306. John Farrell 
  307. Franklin & Marshall College 
  308.  
  309.  
  310.  
  311. ======= Article posted to sci.physics.fusion on Mon, 11 Nov 1991 20:25:59 GMT 
  312.  
  313. Michael Robinson asks: 
  314.  
  315. >So, lets just say, for the sake of amusement, we managed to accumulate 
  316. >a liter or so of, say, H(n=1/8), and explosively compressed it.  Would it 
  317. >go boom? 
  318.  
  319. No. 
  320.  
  321.  
  322. Richard Mathews had several question about the angular momenta of 
  323. the fractional quantum states. 
  324.  
  325. We haven't specifically looked at this aspect yet.  But I can give a brief 
  326. answer as to why it is so difficult to get to the fractional quantum states. 
  327. We call the ground state, the n = 1 state, the "no photon state".  The 
  328. electron in  H(n =1) is a spherical shell (infinity ttin) at the Bohr 
  329. radius, a(sub zero)--kind of like a soap bubble.  (Note the the electron is, 
  330. fundamentally, two-dimensional.)  When H(n = 1) absorbs a photon, 
  331. the photon is trapped (in the cavity).  The electric field of the trapped 
  332. photon reduces the electric field in the cavity.  That is, in the n = 2 state 
  333. the electric field caused by the proton is +1, the electric field of the 
  334. photon is -1/2, and the **effective** electric field (or nuclear charge) is 
  335. +1/2--the atom is twice as big.  That is, the radius is now 2 x a(sub zero). 
  336. In the n = 3 state, the effective nuclear charge is +1/3 and the radius is 3 
  337. x a(sub zero)--the decrease in the nuclear charge is caused by the electric 
  338. field of the trapped photon.  When the effective nuclear charge is zero, 
  339. r = infinity and the electron is ionized (the electron is now a *two- 
  340. dimensional* plaee wave). 
  341.  
  342. In order to get to the n = 1/2 state, ome must remove electric field from 
  343. the cavity such that the effective nuclear charge is +2.  That, is you 
  344. have to increase the **effective** nuclear charge from +1 to +2.  This 
  345. requires the removal of 27.2 eV of energy and can be accomplished by 
  346. removal of negative Fourier components of the electric field of the 
  347. proton. 
  348.  
  349. Note that when you absorb a photon, the photon must be of the correct 
  350. energy--quantized (quantization comes from the size of the cavity, not 
  351. from an intrinsic property of small particles).  The photon is still there, 
  352. however, and can be ejected with a return to the "no photon state". 
  353. What are the conditions that will allow us to remove 27.2 eV of energy 
  354. from the electric field of the proton?  Good question!  All we know 
  355. now is that you must have, nearby, an energy hole of 27.2 eV. 
  356.  
  357. Take Ti2+ as an example: 
  358.  
  359. Ti2+  =   Ti3+   +  e-              IE  =  27.49 eV 
  360.  
  361. Is 29.49 eV close enough?  Maybe.  This is a gas phase IE.  Plus, the 
  362. atoms have kinetic energy.  What happens to the Ti3+ and the 
  363. electron?  We don't know. 
  364.  
  365. The Pd2+/Li+ system is cleaner: 
  366.  
  367. Pd2+   =   Pd3+   + e-                    +32.93 
  368. Li+   +   e-    =     Li                   -5.39 
  369. __________________________ 
  370. Pd2+   +  Li+    =      Pd3+   +  Li       27.54 eV 
  371.  
  372. In this case, the electron is taken care of and the Pd3+/ Li would 
  373. immediately form Pd2+ and Li+ with -27.54 eV **released**.  Thus, we 
  374. could have a catalytic system where Pd2+ and Li+ is an energy hole of 
  375. 27.54 eV that regenerates itself. 
  376.  
  377. K+ to K and K+ to K2+ is another such energy hole (31.625-4.341 = 27.28 
  378. eV).  So far, we have found this to be the best system. 
  379.  
  380. In any case, the simultaneous junction of these species is probably a 
  381. rare occurrence in nature.  Nonetheless,  there may be some around. 
  382.  
  383. This may be my last communication for a while.  We have the 1000 W 
  384. reactor going.  Sorry , I can't give you **any** more info on it. 
  385. Studying the properties of the new reactor, my normal teaching 
  386. responsibilities , and family matters are more than enough to keep me 
  387. busy.  Between the article in Fusion Technology and what I've given 
  388. here, it should be possible to repeat the experiment and observe excess 
  389. heat.  A reprcducible experiment that gives excess heat is the most 
  390. important factor in this whole affair.  Maybe someone will find a 
  391. trivial explanation--we have searched hard for one.  The theory is 
  392. another matter.  We know we are battling uphill here.  What we really 
  393. need is some physicists who are willing to say, "You are probably 
  394. wrong, but it looks interesting enough to really dig into and to try to 
  395. make it work."  This isn't likely until the experimental work is 
  396. verified.  I don't blame them--these ideas consume an enormous 
  397. amount of time.  I, personally,  find explaining the theory over the 
  398. network very time consuming and frustrating . 
  399.  
  400. Final thoughts.  I want to thank Dieter Britz, Barry Merriman (sorry 
  401. about the recent criticism), and all other regular contributors on this 
  402. net.  Even the nonbelievers on this net are truly open-minded on this 
  403. subject.  I read the net daily and I am very thankful to those who spend 
  404. the time and energy to make contributions. 
  405.  
  406. (Part of my frustration stems from the fact that when I paste 
  407. some text from Word onto the VAX letters are (randomly) changed. 
  408. Why does this happen?) 
  409.  
  410. Goin' Fishin' 
  411.  
  412. John Farrell 
  413. Franklin & Marshall College 
  414.  
  415.  
  416.  
  417.