ITMI20080629A1 - Processo ed apparecchiatura per ottenere reazioni esotermiche, in particolare da nickel ed idrogeno. - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

"PROCESSO ED APPARECCHIATURA PER OTTENERE REA-ZIONI ESOTERMICHE, IN PARTICOLARE DA NICKEL ED IDRO-GENO"

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un processo ed un’apparecchiatura per ottenere reazioni esotermiche, in particolare da nickel ed idrogeno.

La presente invenzione è stata stimolata dalla ben nota necessità di reperimento di fonti di approvvigionamento energetico differenti da quelle fossili, per la nota necessità di non aumentare la percentuale di anidride carbonica presente nell'atmosfera.

È necessario reperire fonti energetiche che siano non inquinanti, non dannose per la salute, economicamente competitive con il petrolio e reperibili con facilità oltre che abbondanti in natura.

Molte di queste fonti alternative al petrolio sono state esplorate, sperimentate e realizzate anche su scala industriale, dalle biomasse, all’energia solare sia per il riscaldamento che per la produzione di energia elettrica fotovoltaica, all’energia eolica, all’uso di oli vegetali o alcoli di derivazione agricola per la produzione di combustibili, all’energia geotermica, all’energia delle onde marine, ecc.

Una possibile alternativa al petrolio è anche costituita dall’energia nucleare derivante dalla fissione dell’uranio, ma numerosi sono i problemi che, come noto, derivano dai connessi problemi di sicurezza e di trattamento di scorie che rimangono radioattive per migliaia di anni (in certi casi anche milioni), difficilmente accettate dalle popolazioni che vivono in prossimità dei siti destinati alla conservazione nel tempo.

La fusione nucleare mediante confinamento inerziale attivato dai laser è ancora lontana da possibilità di realizzazione pratica di centrali produttive.

Lo stesso dicasi per il processo di fusione deuterio-trizio, come si deduce dai tempi stimati per il progetto ITER che dovrebbe dimostrare, entro il 2025, la fattibilità di centrali produttive in modo che possa iniziare un successivo progetto denominato DEMO per arrivare nel 2035 alla costruzione delle prime centrali a fusione. La fusione fredda, dopo l’iniziale annuncio di Fleischmann e Pons nel 1989 (M. Fleischmann, M. Hawkins, S. Pons: Journal E-lectroanal. Chem., 261,301- 1989), non ha trovato, nonostante numerosi tentativi avvenuti in tutto il mondo, la possibilità di realizzarsi in modo ripetitivo, affidabile e con capacità di produrre energia utile per un uso normale, industriale o domestico.

che il presente inventore conosce molto bene avendolo studiato molto attentamente nel corso della progettazione della presente invenzione, è lo studio effettuato dal prof. Sergio Focardi, del Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna, e dal prof. Francesco Pianteli-!, del Dipartimento di Fisica dell’Università di Siena: si ricorda qui di seguito la bibliografia di questi due scienziati:

-S. Focardi, F. Piantelli: Produzione di energia e reazioni nucleari in sistemi Ni-H a 400°C, Atti della Conferenza Nazionale sulla politica energetica in Italia, Università di Bologna, 18-19 aprile 2005.

- S. Focardi, R. Habel, F. Piantelli: Anomalous heat production in Ni-H systems, Nuovo Cimento Voi. 107, pp 163-167, 1994

- S. Focardi, V. Gabbani, V. Montalbano, F. Piantelli, S. Veronesi: Large excess in heat production in Ni-H systems, Nuovo Cimento Voi. 111 A pp. 1233- 1241 , 1998

- A. Battaglia, L. Daddi, S. Focardi, V. Gabbani, V. Montalbano, F. Piantelli, P.G. Sona, S. Veronesi: Neutron emission in Ni-H systems, Nuovo Cimento Voi. 112 A pp 921-93 1, 1999

- S. Focardi, V. Gabbani, V. Montalbano, F. Piantelli, S. Veronesi: On thè Ni-H systems, Asti Workshop in Hydrogenldeuterium loaded metals, pp 35-47, 1997

- E.G. Campari, 5. Focardi, V.Gabbani, V.Montalbano, F. Piantelli, E.Porcu, E.Tosti, S. Veronesi: Ni-H systems, Proceedings of thè 8th Conference on Cold Fusion, pp 69-74, 2000 L’inventore è ben conscio delle pubblicazioni sopra riportate, che ha studiato attentamente; è ben conscio altresì dei numerosi brevetti depositati in materia, i più rappresentativi dei quali sono i seguenti: US-6, 236,225, US-5,122,054; US-H466, US-4,014,168, US-5,5 52,155, US-5,195,157, US-4,782,303, US-4,341,730, US-A-20010024789.

L'analisi di tali tecnologie dimostra che:

1- tutti gli esperimenti condotti sulla fusione fredda non hanno generato una produzione continua ed affidabile in misura industrialmente accettabile ed economicamente sostenibile con profitto 2- tutte le tecnologie che utilizzano uranio non hanno ancora risolto il problema della eliminazione dei rifiuti nucleari e destano ancora perplessità sul piano della sicurezza a lungo termine

3- tutte le tecnologie per la fusione nucleare non hanno ancora raggiunto la capacità di produrre energia, se non in quantitativi minimi e senza capacità di controllo della fusione

4- tutte le tecnologie basate sul confinamento magnetico ed inerziale, come la fusione al plasma, non sono gestibili in modo economicamente conveniente

5- le tecnologie basate sulla fusione catalizzata dei muoni negativi non sono utilizzabili a causa della corta vita dei muoni Compito del presente trovato è quello di consentire di produrre economicamente e convenientemente in modo affidabile e ripetitivo energia, senza generare radiazioni e rifiuti radioattivi.

NeH’ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un metodo che si basi su piccoli impianti facilmente controllabili, producendo il riscaldamento di un ambiente a costi di un ordine di grandezza inferiori a quelli ottenuti con i migliori impianti di riscaldamento in commercio attualmente.

Questo ed altri scopi, che meglio appariranno evidenziati in seguito, sono raggiunti da un processo e da una apparecchiatura capaci di ottenere una reazione esotermica ad alta efficienza tra atomi di nickel ed atomi di idrogeno, in un tubo preferibilmente, ma non necessariamente, di metallo riempito di polvere di nickel e riscaldato ad alta temperatura, preferibilmente, ma non necessariamente, da 150 a 500°C; nell’apparato oggetto del presente brevetto l’idrogeno viene iniettato nel tubo di metallo riempito di polvere di nickel ad alta pressione, preferibilmente, ma non necessariamente, da 2 a 20 bar.

I nuclei di idrogeno, per l’elevata capacità di adsorbimento del nickel nei loro confronti, si comprimono attorno ai nuclei degli atomi del metallo, l’elevata temperatura determina percussioni internucleari rese più violente dall'azione catalitica di eventuali elementi, innescando la cattura di un protone da parte del nichel, la conseguente trasformazione di nichel in rame e il decadimento beta+ di quest’ultimo in un nucleo di nichel di massa superiore di una unità a quella del nichel originario.

II presente inventore ritiene che forse si possa trattare di cattura di un protone da parte di un nucleo di nichel che si trasforma in un nucleo di rame e successivo decadimento beta del rame instabile che si forma (Cu 59 - 64) dato che l’energia termica prodotta è superiore, come più avanti si dimostrerà, all’energia immessa dalla resistenza elettrica.

A determinare la trasformazione dei nuclei di nichel in rame è la minore massa (energia) dello stato finale (isotopo di rame) rispetto alla massa complessiva (energia complessiva) dello stato iniziale (isotopo di nichel protone).

L'approccio al problema della reazione esotermica adottato dall’inventore differisce da quelli adottati dai ricercatori che lo hanno preceduto in questa materia per il fatto che qui non si è cercato di dimostrare emissione di particelle elementari che testimoniassero la validità di una teoria, ma si è cercato esclusivamente di produrre più energia di quella consumata, sia perché questo è l’unico scopo utile sul piano pratico, sia perché, per ovvi motivi, l’unico modo per produrre più energia di quella consumata è quello di produrre energia da processi nucleari usando energia elettrochimica.

Per questo motivo, l’apparato inventato ha come unico scopo la produzione di energia in misura maggiore dell’energia consumata, in modo affidabile, facilmente controllabile, sicuro, ripetibile in qualsiasi momento vi sia necessità di produrre energia in modalità misurata.

L’apparato è esternamente rivestito da strati di boro e da lastre di piombo sia per contenere tutte le possibili radiazioni, sia per trasformarle in energia termica, che è poi lo scopo del lavoro dell’invenzione.

non ci sono radiazioni residue, né produzione di materiali radioattivi residui.

Tutti i tentativi fino ad oggi effettuati per realizzare tipi analoghi di energia hanno ottenuto prototipi sperimentali che hanno prodotto piccole quantità di energia non utilizzabili su scala industriale in modo affidabile, soprattutto per l’impostazione prevalentemente teorica delle ricerche effettuate.

Compito della presente invenzione è quello di realizzare una macchina che funzioni in modo affidabile, e riproducibile in serie, per qualsiasi quantità di energia richiesta, grazie alla possibilità di porre in serie ed in parallelo le sommatorie dei singoli moduli realizzati industrialmente.

La quantità di energia producibile è impressionante, perché bombardando un atomo di nickel con un atomo di idrogeno si ottiene un atomo di rame con una rilevante perdita di massa atomica che si trasforma in energia in base alla nota equazione di Einstein, più l’energia del decadimento beta degli atomi di rame radioattivi.

Il discorso che segue può andar bene per alcuni isotopi del Cu (radioattivi) non per i due stabili (<A>63Cu e<A>65Cu) che non decadono

Quando l’atomo di rame decade, avviene il decadimento beta positivo, con emissione di energia, secondo l’equazione:

P = N+ e<A>+ v,

dove

N = neutrone

e<A>+ = positrone

v = neutrino

Il positrone costituisce l’antiparticella dell’elettrone per cui, quando i positroni collidono con gli elettroni presenti nel nichel le coppie elettrone-positrone si annichiliscono generando enorme energia.

Pochi grammi di Ni e H producono l’energia equivalente di migliaia di tonnellate di petrolio, come si dimostrerà qui di seguito, senza produrre né inquinamenti, né effetto serra, né incrementi di anidride carbonica, né rifiuti di qualsiasi genere, nucleari e non, perchè gli isotopi radioattivi di rame prodotti nel processo decadono in isotopi stabili di nichel con processi beta in tempi brevissimi.

Prima di descrivere in dettaglio come è costruita l'apparecchiatura, è necessaria una considerazione: perché il nickel si trasformi in rame stabile è necessario rispettare le leggi quantistiche; pertanto è indispensabile che per le reazioni esotermiche viste venga utilizzato l’isotopo del Nickel con numero di massa 62, affinché possa trasformarsi nell’isotopo 62 del rame stabile. Tutti gli altri isotopi Ni generano Cu instabile e conseguentemente decadimento beta.

Poiché si producono circa 10<Λ>6 tonn di nichel all’anno e, come viene esposto più avanti in Tabella 1, da 1 grammo di nichel si ottiene l’energia equivalente di 517 tonn di petrolio, con il nichel an go a processi nucleari si possono ottenere

1.000.000.000.000*517/10000 = 51.700.000.000 tonn equivalenti di petrolio all’anno.

Senza contare che la produzione può essere facilmente aumentata se aumenta la domanda e che il nichel, a differenza del petrolio, può essere recuperato e rifuso dai rottami dei precedenti utilizzi nel campo dell’acciaieria, dell’elettronica ecc.

Si tenga presente che il nickel è uno dei metalli più abbondanti contenuti nella crosta terrestre.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 è uno schema costruttivo dell'apparecchiatura secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una fotografia, effettuata col microscopio elettronico x 1.400, illustrante la polvere di nickel ingrandita 1.400 volte estratta dall'apparato;

le figure 3 e 4 sono grafici tracciati dal microscopio elettronico relativi alla composizione atomica delle polveri, nei due punti indicati dalle frecce nelle figura 2;

Con particolare riferimento ai simboli numerici delle suddette figure, l'apparecchiatura secondo l'invenzione comprende una resistenza elettrica 1 inserita in un tubo di metallo 2 dentro il quale è inserita la polvere di nickel 3.

Un'elettrovalvola 4 regola la pressione di iniezione dell’idrogeno 5 nel tubo di metallo.

Sia la temperatura generata dalla resistenza elettrica, sia la pressione di iniezione dell’idrogeno possono essere regolati a valori costanti oppure a pulsazioni.

La resistenza elettrica, o altra fonte di calore, si spengono quando si innesca lo stato di eccitazione che genera la reazione esotermica; un termostato mantiene la fonte di calore in funzione in ragione della temperatura raggiunta dal circuito.

Il gruppo costituito dalla resistenza elettrica ed il tubo di rame contenente il nickel è schermato esternamente con, rispettivamente dall'interno verso l’esterno:

a) una camicia di acqua e boro 7, o semplicemente di boro

b) una camicia di piombo 8 anche, ma non necessariamente, esternamente rivestita di acciaio 9.

Scopo di questi rivestimenti è quello di contenere tutte le radiazioni emesse dalla reazione e trasformarle in energia termica.

Il calore così generato dal decadimento delle particelle e dalle trasformazioni nucleari scalda il fluido primario costituito dall'acqua borata e questo, a sua volta, scambia calore con il circuito secondario che si scalda a spese del fluido primario e veicola l’energia termica prodotta agli utilizzi per i quali è destinato: elettricità, riscaldamento, energia meccanica, ecc.

Se non vi è fluido primario, il fluido da riscaldare scambia calore direttamente con la camicia di piombo e acciaio.

Secondo una ulteriore versione dell'invenzione, l'apparecchiatura è completata come segue.

Il nickel è inserito in un tubo di rame 100, riscaldato internamente da una resistenza elettrica 101, regolata da un termostato che la spegne quando il nickel viene attivato dall’idrogeno contenuto in una bombola 107.

Una corazza di acciaio-boro 102, rivestita da una corazza di piombo 103, proteggono sia il tubo di rame sia la sua connessione con la bombola di idrogeno 106, sia la bombola di idrogeno stessa 107, in modo da contenere le radiazioni per tutta la loro vita, finché si trasformano in energia termica.

All'esterno della corazza di piombo scorre l’acqua di raffreddamento del reattore di rame, contenuta da una tubazione esterna di acciaio 105, che porta l’acqua all’utilizzo dell’energia termica così ottenuta.

Questo prototipo può essere usato come modulo riscaldante che, posto in serie e/o in parallelo, costituisce il mattone fondamentale per impianti di qualsiasi dimensione.

Una forma realizzativa pratica dell'invenzione è costituita da un'apparecchiatura installata il 16 ottobre 2007 e perfettamente funzionante 24 ore su 24, producendo il calore per riscaldare lo stabilimento della EON, situato in via Carlo Ragazzi 28 a Bondeno, in rovincia di Ferrara.

Le caratteristiche di tale apparecchiatura sono schematizzate nella Tabella 2.

Tale apparecchiatura, non divulgata, ha dimostrato che è utile che l’iniezione di idrogeno non sia a pressione costante, ma che vi siano variazioni di pressione.

Il termostato che regola la temperatura della resistenza elettrica, dopo 3-4 ore spegne la resistenza per cui il sistema si autoalimenta, emettendo in continuazione energia termica in misura superiore all’energia termica in precedenza immessa dalla resistenza elettrica, il che non trova altra spiegazione se non con l’attivazione della reazione esotermica.

Come dimostrato in maniera dettagliata nella successiva tabella 1 si può calcolare che nell’ipotesi di una completa trasformazione, una mole cioè 58 g di nickel può produrre la stessa quantità di energia ottenuta bruciando circa 30.000 tonnellate di petrolio.

Le figure 2-5 illustrano i dati rilevati il 30 gennaio 2008 che, fondamentalmente, testimoniano l'evento della fusione nucleare fredda affrontato dalla presente invenzione.

Nella fotografia di figura 2, effettuata col microscopio elettronico x 1.400, si vede la polvere di nickel ingrandita 1.400 volte estratta dall'apparato: si noti la forma a scaglie dei granuli: questa conformazione favorisce grandemente l’assorbimento degli atomi di idrogeno da parte dei nuclei di nickel.

Le due frecce indicano le due posizioni del campione di polvere in cui sono state effettuate le analisi con il microsco io elettro nico per rilevarne la composizione atomica.

I due grafici delle figure 3 e 4 sono stati tracciati dal microscopio elettronico del Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna, sotto la supervisione del Prof. Sergio Focardi, il 30 gennaio 2008, e sono relativi alla composizione atomica delle polveri, ne due punti sopra evidenziati della fotografia di figura 2.

La lettura dei grafici delle figure 3 e 4 evidenzia la formazione di zinco, che era completamente assente dalla polvere di nickel con cui è stata effettuata la carica dell’apparato: lo zinco non può che essersi formato per fusione di un atomo di nickel con due atomi d idrogeno.

Ciò dimostra che oltre alla fusione avviene anche un fenomeno di fissione del nucleo del nickel, che genera atomi stabili più leggeri.

Nelle polveri che hanno prodotto energia sono stati trovati sia il rame, sia atomi più leggeri del nichel (come zolfo, cloro, potassio calcio).

Ciò dimostra che oltre alla fusione avviene anche un fenomeno di fissione del nucleo del nickel che genera atomi stabili più leggeri.

Si è in pratica constatato che l'invenzione raggiunge il compito e gli scopi prefissati.

Tabella 1

Calcolo dell’energia prodotta da una mole di nickel

1 mol di nickel = 58 g

Numero di Avogadro 6,022 x 10Λ23 mol<'1>= numero di atomi di nickel in 58 g di nickel

L’energia che si libera in ogni processo di cattura dell’idrogeno è stata valutata per ogni isotopo del nickel dalla differenza tra la massa iniziale (nickel idrogeno) e la massa dei pròdotti finali della reazione.

Una ragionevole stima, tenuto conto dei differenti valori per i vari isotopi è 10 MeV (il MeV, milioni di elettron volt è l’unità di misura della energia normalmente utilizzata in fisica nucleare) Poiché 1 Mev equivale a una variazione di massa di 1 ,78 x 10<"30>kg, la variazione di massa che corrisponde a una emissione di energia di 10 Mev è 1,78 x 10<'29>kg

La perdita di massa corrispondente alla trasformazione di una intera mole di Ni si può calcolare moltiplicando il numero di Avogadro (6,022 x 10<23>) per la variazione di massa della singola reazione.

Si ottiene così (per 58 g di Ni)

M=(6,022 x 10<23>) x 1 ,78 x 10<'29>kg=1 ,07 x 10<'5>kg.

Dalla relatività di Einstein avremo

E = me<2>dove c è la velocità della luce c =3 x 10<8>m/s.

Quindi sostituendo

J=1,07 x 10<'5>x (3 x 10<8>)<2>= 9,63 x 10<11>J approssimabile a 0,3 x 10<9>kcal (approssimato per difetto a riserva).

Questa è l’energia equivalente a circa 30.000 tonn di petrolio, considerando un pei di 10000 kcal/kg per il petrolio; in sintesi 58 g di nickel producono la stessa energia di 30000 tonnellate di petrolio, ossia 517 tonn/grammo.

Claims (17)

1. R I V E N D I C AZ I O N I 1. Processo per ottenere reazioni esotermiche da nickel ed idrogeno caratterizzato dal fatto che lo stesso prevede di iniettare idrogeno su polvere, anche di dimensioni nanometriche, granuli o barrette di nickel, in ambiente riscaldato ad alta temperatura e saturo di gas idrogeno pressurizzato, al fine di ottenere energia.
2. 2. Processo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere la presenza di catalizzatori.
3. 3. Processo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'ambiente è riscaldato ad una temperatura preferibilmente compresa tra 150 a 500°C.
4. 4. Processo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'idrogeno viene iniettato nel tubo di metallo riempito di nickel ad una pressione preferibilmente compresa tra 2 e 20 bar.
5. 5. Apparecchiatura per la realizzazione del processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere un tubo di metallo riempito di polvere di nickel, opportunamente riscaldato , dentro il quale viene iniettato idrogeno.
6. 6. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la polvere di nickel può contenere catalizzatori.
7. 7. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l'idrogeno può essere inserito a pulsazioni anziché a pressione costante.
8. 8. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni prece denti, caratterizzata dal fatto che la temperatura di riscaldamento esterno può essere variata anziché essere mantenuta costante.
9. 9. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il tubo di metallo riempito con polvere di nickel è esternamente rivestito da una camicia di acqua e boro o acciaio e boro e da uno strato di piombo.
10. 10. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che lo strato di piombo può essere rivestito da uno strato di acciaio.
11. 11. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che, allo scopo di trasformare i prodotti della reazione esotermica in calore, un flusso di acqua, o di altro fluido, scorre in una tubazione di acciaio che scambia calore con il reattore di metallo.
12. 12. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il nickel utilizzato per la reazione nucleare può essere di qualsiasi isotopo.
13. 13. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il nickel utilizzato per la reazione nucleare può essere sostituito anche con altri elementi, in particolare con il rame.
14. 14. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che essa costituisce un modulo combinabile in serie e/o in parallelo fino a costituire impianti di qualsiasi dimensione.
15. 15. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le reazioni esotermiche sono molteplici e possono formare diversi tipi di atomi a seconda della quantità di protoni che interagiscono coi nuclei di nickel.
16. 16. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una o più caratteristiche descritte e/o illustrate.
17. 17. Processo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più caratteristiche descritte e/o illustrate.