Kalorimetrische Elektrolysezelle
Mit diesem Versuchsaufbau haben die Elektrochemiker Stanley Pons und Martin Fleischmann 1989 die vermutete Kernfusion von schwerem Wasserstoff (Deuterium) untersucht. (Siehe dazu: Kalte Kernfusion im Überblick)
Das wärmeisolierende Gefäß (Dewar-Gefäß, Thermoskannenprinzip) befindet sich in einem Wasserbad konstanter Temperatur. Die Platin-Anode umgibt die Palladium-Kathode wendelförmig. Zwei Thermistoren (wärmeempfindliche Widerstände) messen die Temperatur an verschiedenen Stellen. Der Heizwiderstand dient dazu, das Temperaturverhalten des Gefäßes zu ermitteln (Kalibrierung). Gasförmige Elektrolyseprodukte können durch den Gas-Auslass entweichen. Im länglich geformten Kalorimeter wird der Inhalt durch Gasbläschen (D2 und O2), die an den Elektroden aufsteigen, gut durchmischt. (Es werden heute auch viele andere Versuchsaufbauten verwendet.)
In der Zelle läuft die Elektrolyse des schweren Wassers (D2O) unter Beimischung von Lithiumdeuteroxid (LiOD, 1 mol) ab. Das LiOD ist eine Base und macht die Lösung elektrisch leitend. (In der Verbindung mit Wasserstoff, als LiOH oder Lithiumhydroxid, wird es in U-Booten und Raumschiffen zur Luftreinigung eingesetzt, da es CO2 bindet.)
Messprinzip der produzierten Wärmemenge. Die bei der Elektrolyse produzierte Wärmeenergie wird mithilfe der Wärmestaumethode (isoperibolisches Kalorimeter) gemessen: Aus der Temperaturdifferenz zwischen Elektrolyt und Umgebung aufgrund des "Wärmestaus" im Gefäß wird die bei der Elektrolyse abgegebene Wärmeleistung berechnet. Um zu wissen, wie sich die Temperatur des Kalorimeters bei Wärmezufuhr verhält, wird es mithilfe des Heizwiderstands kalibriert.
Der Versuchsaufbau muss so gestaltet sein, dass die Temperatur in der gesamten Zelle möglichst gleich ist. Würden Sie z. B. an der wärmsten Stelle messen, könnten Sie die Temperatur als hohe Wärmeproduktion interpretieren, falls Sie annehmen, dass in der gesamten Zelle diese Temperatur herrscht.
Die pro Sekunde erzeugte Gasmenge kann aus der Elektrolyse-Stromstärke berechnet werden. Daraus ergibt sich die chemische Energie, die der Zelle durch ausströmendes Gas verloren geht.
Die dem Kalorimeter zugeführte Leistung ist P=U·I mit der Elektrolyse-Spannung U und dem Elektrolyse-Strom I.
Mit diesen Werten kann die Überschusswärme berechnet werden.
Links
Die ausführliche Behandlung des Themas bieten diese externen Links:
M. Fleischmann, M. H. Miles
The "Instrument Function" of Isoperibolic Calorimeters; Excess Enthalpy Generation due to the Parasitic Reduction of Oxigen
http://www.lenr-canr.org/ acrobat/Fleischmantheinstrum.pdf
Edmund Storms
Calorimetry for Cold Fusion - Methods, Problems and Errors
http://www.lenr-canr.org/ acrobat/StormsEcalorimetr.pdf
Literaturhinweis
Erste Veröffentlichung zur anomalen Energieproduktion bei der Elektrolyse: M. Fleischman, S. Pons, M. Hawkins: Electrochemically induced nuclear fusion of deuterium, J. Electroanal. Chem., 1989, Vol. 261, p. 301 (Errata in Vol. 263)
