霍華德·J·威爾克是一位長期失業的合成有機化學家，居住在費城。像許多製藥研究人員一樣，他近年來經歷了製藥行業的研發部門縮減，現在從事一份非科學領域的工作，處於就業不足的狀態。閒暇之餘，威爾克一直在關注一家位於新澤西州的公司，名為Brilliant Light Power (BLP) 的進展。
該公司是多家正在開發各種工藝的公司之一，這些工藝統稱為新能源技術。這場運動很大程度上是冷核聚變的復活，冷核聚變是 20 世紀 80 年代後期出現的一種短暫且迅速被否定的現象，即在簡單的臺式電解裝置中實現核聚變。
1991 年，BLP 的創始人蘭德爾·L·米爾斯在賓夕法尼亞州蘭開斯特舉行的新聞釋出會上宣佈，他設計了一種理論，氫中的電子可以從其正常的基態能量狀態躍遷到以前未知的更低且更穩定的狀態，在此過程中釋放出大量的能量。米爾斯將這種奇特的新型收縮氫命名為氫鋰，此後他一直致力於開發一種商業裝置，以利用其力量並將其提供給世界。
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威爾克研究了米爾斯的理論，閱讀了米爾斯的論文和專利，並對氫鋰進行了自己的計算。威爾克甚至去參觀了 BLP 在新澤西州克蘭伯裡的設施，在那裡他與米爾斯討論了氫鋰。在經歷了這一切之後，威爾克說他仍然無法判斷米爾斯是天縱奇才，還是自我欺騙，或者介於兩者之間。
這個故事線是涉及的研究人員和公司的共同經歷。這一切都始於 1989 年，當時電化學家馬丁·弗萊什曼和斯坦利·龐斯在猶他大學的新聞釋出會上做出了驚人的宣佈，他們已經在一個電解池中馴服了核聚變的力量。
當研究人員向電池施加電流時，他們認為滲透到鈀陰極中的重水中的氘原子正在融合，形成氦原子。該過程產生的過剩能量以熱量的形式消散。弗萊什曼和龐斯說，這個過程不可能是任何已知的化學反應引起的，因此核反應術語“冷核聚變”被附加到它上面。
然而，經過幾個月對弗萊什曼和龐斯的令人費解的觀察進行調查之後，科學界達成共識，認為這種效應是不一致的或不存在的，並且科學家們犯了實驗錯誤。這項研究被草率地譴責了，冷核聚變成了偽科學的代名詞。
冷核聚變和製造氫鋰都擁有產生無窮無盡的廉價、無汙染能源的終極目標。科學家們對冷核聚感到沮喪。他們想相信它，但他們的集體智慧告訴他們這是完全錯誤的。部分問題是他們沒有普遍接受的理論來指導他們並解釋所提出的現象——正如物理學家喜歡說的那樣，在沒有理論證實之前，任何實驗都不應該被相信。
米爾斯有自己的理論，但許多科學家不相信它，並認為氫鋰不太可能存在。研究界並沒有像對待冷核聚變那樣公開否定它，而是傾向於直接忽略米爾斯及其工作。米爾斯也透過試圖擺脫冷核聚變的陰影來回應。
與此同時，冷核聚變領域被重新命名為低能量核反應，或 LENR，並且仍然存在。一些科學家繼續試圖解釋弗萊什曼-龐斯效應。還有一些人駁斥了核聚變的觀點，但正在研究其他可能解釋異常過剩熱效應的過程。像米爾斯一樣，他們也被潛在的商業機會所吸引。他們的主要興趣是為工業、家庭和交通運輸需求產生能源。
少數幾家試圖將這些新能源技術推向市場的公司所採用的商業模式與任何科技初創公司一樣：確定一項新技術，嘗試為該想法申請專利，提高投資者的興趣並獲得資金，構建原型並舉辦演示活動，並宣佈可出售的工作裝置可能上市的時間表。然而，在這個新能源世界中，過期的承諾是常態：沒有一家公司能夠實現按廣告宣傳交付工作裝置的最後一步。
一項新的理論
米爾斯在賓夕法尼亞州的一個農場長大，獲得了富蘭克林與馬歇爾學院的化學本科文憑和哈佛大學的醫學博士學位，並在麻省理工學院學習了電氣工程。當他還是一名學生時，他開始發展他所謂的“經典物理學的宏偉統一理論”，他說該理論提供了一種新的原子和分子模型，它偏離了量子理論，並以經典物理學為基礎。
人們普遍認為，氫的單個電子在其能量最有利的基態原子軌道上繞著原子核旋轉——你根本無法讓氫的電子更靠近其原子核。但米爾斯說你可以。
曾經撰寫過有關米爾斯故事的記者埃裡克·巴德指出，說氫的模型有待商榷是多麼令人震驚：“告訴物理學家他們弄錯了，就好像告訴全美的母親們她們誤解了蘋果派。”
其中一位物理學家是安德烈亞斯·拉斯克，他是歐洲航天局的前研究員，該機構的網站上稱他“揭穿了大量瘋子的謊言”。2005 年，拉斯克分析了米爾斯的理論，並發表了一篇論文，他在論文中得出結論，認為該理論存在缺陷，並且與物理學家所知的一切都不相容（新物理學雜誌 2005，DOI：10.1088/1367-2630/7/1/127）。
目前是空中客車防務與航天公司的研究員，拉斯克說他自 2007 年左右以來就沒有關注過米爾斯的故事，因為在報告的實驗中沒有出現明確的過剩能量跡象。“我懷疑後來釋出的任何實驗都能透過科學審查，”拉斯克告訴《化學與工程新聞》。
“我認為人們普遍認為，米爾斯博士提出的作為其主張基礎的理論是不一致的，並且無法做出實驗預測，”拉斯克繼續說道。“現在，人們可能會問，‘他是否可能很幸運，偶然發現了一種能量來源，該能量來源只是透過遵循錯誤的理論方法在實驗中起作用？’ ”
在 20 世紀 90 年代，包括美國國家航空航天局路易斯研究中心的一個團隊在內的一些研究人員確實報告說，他們獨立地重複了米爾斯的方法併產生了過剩的熱量。美國宇航局團隊在一份報告中寫道，結果“遠未令人信服”，並且沒有提及任何關於氫鋰的內容。
研究人員提供了可能的電化學過程來解釋熱量，包括電化學電池的不規則性、可能未知的放熱化學反應或水分裂的氫原子和氧原子的重組。這些是弗萊什曼-龐斯實驗的科學批評者提出的相同論點。然而，美國宇航局團隊確實表示，研究人員應該敞開大門，以防米爾斯真的有所發現。
米爾斯是一個語速飛快的人，他可以滔滔不絕地說個不停，說出技術細節。除了預測氫鋰之外，米爾斯說他的理論可以使用他定製的米爾斯分子建模軟體完美地預測分子中每個電子的位置，即使在像 DNA 這樣複雜的分子中也是如此。使用標準的量子理論，科學家們很難預測比氫原子複雜得多的任何物質的確切行為。米爾斯還進一步表示，他的理論還解釋了為什麼宇宙正在加速膨脹，這是宇宙學家尚未完全理解的事情。
米爾斯還說，氫鋰是由恆星（例如我們的太陽）中燃燒的氫產生的，並且在星光的譜線中顯而易見。氫被認為是宇宙中最豐富的元素，但米爾斯進一步聲稱氫鋰是宇宙中缺失的暗物質。這些提議讓天體物理學家感到有些驚訝：“我從未聽說過氫鋰，”芝加哥大學的愛德華·W.（羅基）·科爾布，一位暗宇宙專家說。
米爾斯報告說，他使用標準的紅外、拉曼和核磁共振等光譜方法分離出氫鋰並對其進行了表徵。此外，他說氫鋰可以像氫一樣反應形成具有“驚人特性”的新型化合物。其中包括米爾斯表示將徹底改變電子裝置和電池的導電材料。
儘管流行的觀點反對他，但與其他宇宙中不尋常的組成部分相比，米爾斯的想法似乎不那麼牽強。例如，繆子是一個已知的、短暫的奇異實體，由反繆子粒子（一種帶正電的類電子粒子）和一個電子組成。在化學上，繆子表現得像氫的同位素，但它的重量是氫的九倍。
氫鋰太陽能電池
無論氫鋰在可信度尺度上的位置如何，米爾斯十年前告訴《化學與工程新聞》，BLP已經過了科學驗證階段，只對討論商業應用感興趣。多年來，BLP已從投資者那裡獲得了超過 1.1 億美元的資金，以瞭解它可以做什麼。
BLP 建立氫鋰的方法隨著時間的推移呈現出不同的形式。在早期的原型中，米爾斯及其研發團隊使用了鎢或鎳電極以及鋰或鉀電解質溶液。施加的電流將水分解為氫和氧，在適當的條件下，鋰或鉀然後充當催化劑來吸收能量並使氫的電子軌道塌陷。從基態原子狀態變為較低能量狀態所釋放的能量以高溫等離子體中的明亮光線形式釋放出來。然後捕獲相關的熱量以產生蒸汽來為發電機提供動力。
BLP目前正在測試一種名為太陽能電池的裝置，其中將氫（來自分解水）和氧化物催化劑與雙股熔融銀一起引入球形碳反應器中。施加到銀上的電流會點燃形成氫鋰的等離子體反應。然後，反應產生的能量被充當“黑體輻射器”的碳捕獲。當碳加熱到數千度時，它會以可見光的形式重新發射能量，該可見光被光伏電池捕獲，然後光伏電池將光轉換為電能。
在商業開發方面，米爾斯有時看起來像個偏執狂，有時又像個精明的商人。米爾斯已經將“氫化物（Hydrino）”註冊為商標。由於他獲得的專利聲稱氫化物是一項發明，BLP 聲稱擁有所有涉及氫化物研究的智慧財產權。因此，BLP 禁止外部實驗人員在未先簽署智慧財產權協議的情況下進行哪怕是最基本的氫化物研究，而這些研究本可以證實或否定氫化物的存在。“我們歡迎研究夥伴；我們希望其他人參與進來，”米爾斯說。“但我們確實需要保護我們的技術。”
米爾斯轉而委託驗證者，他們聲稱可以證實 BLP 的發明有效。其中一位驗證者是巴克內爾大學電氣工程教授彼得·M·詹森（Peter M. Jansson），他透過他的諮詢公司 Integrated Systems 為評估 BLP 技術而獲得報酬。詹森表示，為他的時間獲得補償“絕不會以任何方式影響我作為科學發現獨立調查員的判斷。”他補充說，他揭穿了他所檢查的大部分“新發現”。
詹森說：“BLP 的科學家正在進行真正的科學研究，到目前為止，我沒有發現他們的科學方法或途徑存在任何錯誤。”“多年來，我親眼目睹了許多 BLP 裝置明顯能夠在有意義的水平上產生過剩能量。我認為科學界可能需要一段時間才能吸收、消化和接受氫的較低能態的可能性。我認為米爾斯博士提出了一個令人信服的案例。”詹森補充說，商業可行性仍然是 BLP 面臨的挑戰，但前進的道路被商業問題而非科學問題所阻礙。
與此同時，自 2014 年以來，BLP 為投資者舉辦了幾次最新原型機的演示，事後在其網站上釋出了影片。但這些活動並沒有明確地證明 SunCell 的真偽。
今年 7 月，在最近一次演示之後，該公司宣佈 SunCell 的預期運營成本非常低——約為任何其他現有電力形式的 1% 到 10%——該公司“打算為基本上所有固定和動力應用提供自主的個人電力，而無需連線到電網或任何燃料基礎設施。”換句話說，該公司計劃建造然後將 SunCell 或其他裝置租賃給客戶，並收取每日使用費，讓人們擺脫電網，停止購買汽油或柴油，同時只支付現在這些東西成本的一小部分。
米爾斯說：“這是火、內燃機以及集中電力和燃料時代的終結。”“我們的技術將使所有其他能源技術過時。我們對氣候變化的擔憂將得到消除。”他補充說，BLP 看起來最早可能在 2017 年底投入生產，首先是兆瓦級固定裝置，併產生收入。
名字說明什麼？
儘管圍繞米爾斯和 BLP 存在不確定性，但他們的故事只是正在進行的新能源傳奇的一部分。在最初的弗萊舍曼-龐斯公告塵埃落定之後，這兩位研究人員開始弄清楚什麼是對的，什麼是錯的。他們加入了數十名其他合作者和獨立研究人員。
許多科學家和工程師，經常自掏腰包，他們不太關心商業機會，而是專注於基礎科學：電化學、冶金學、量熱學、質譜學和核診斷。他們繼續進行實驗，顯示出過多的熱量增益，定義為系統輸出的能量與執行系統所需的能量之比。在某些情況下，報告了核異常現象，例如產生中子、α 粒子（氦核）、原子的同位素位移以及一種元素向另一種元素的嬗變。
但最終，這些研究人員中的大多數只是在尋找解釋，如果即使是少量產生的熱量以某種方式被證明是有用的，他們也會感到高興。
喬治華盛頓大學電氣和計算機工程教授，前海軍研究實驗室研究經理大衛·J·納格爾（David J. Nagel）說：“LENR 在實驗上是真實的，但在理論上尚不理解。” “有一些結果你無法解釋。無論是冷聚變、低能量核反應還是其他什麼——名稱到處都是——我們仍然不知道。但毫無疑問，你可以使用化學能觸發核反應。”
納格爾更喜歡將 LENR 現象稱為“晶格使能核反應”，因為無論發生什麼，都發生在電極的晶格內。納格爾解釋說，該領域的原始分支專注於透過開啟電源將氘注入鈀電極中。研究人員報告說，這種電化學系統可以輸出的能量比它們消耗的能量多 25 倍以上。
該領域的另一個主要分支使用鎳-氫裝置，它可以產生比其使用的能量多 400 倍以上的能量。納格爾喜歡將這些 LENR 技術與國際熱核實驗反應堆的技術進行比較，這是一個基於眾所周知的物理學——合併氘和氚——在法國南部進行的多國高溫聚變實驗。這項耗資超過 200 億美元的 20 年專案設定了一個目標，即產生比其消耗的能量多 10 倍的能量。
納格爾說，LENR 領域繼續在國際上發展，最大的障礙仍然是不一致的結果和缺乏資金。例如，一些研究人員報告說，必須達到一定的閾值才能開始反應。該反應可能需要最少量的氘或氫才能啟動，或者可能需要以特定的晶體學取向和表面形態製備電極材料才能觸發該過程。後者是石油精煉和石油化工生產中使用的非均相催化劑的常見問題。
納格爾承認 LENR 的商業方面也存在問題：他說，正在開發的原型“相對粗糙”，而且尚未有基於 LENR 的公司提供可行的產品或賺錢。
羅西的 E-Cat
嘗試將 LENR 商業化的一個著名例子來自邁阿密的Leonardo Corp.的工程師安德里亞·羅西（Andrea Rossi）。2011 年，羅西和他的同事在義大利博洛尼亞舉行的新聞釋出會上宣佈，他們建造了一個名為“能量催化器”或 E-Cat 的桌面反應堆，該反應堆透過鎳催化的過程產生過剩能量。為了證實他的發現，羅西為潛在投資者和媒體成員舉辦了 E-Cat 演示，並委託進行了獨立的驗證測試。
羅西假設他的 E-Cat 具有自我維持的過程，在該過程中，電力的輸入會引發氫和鋰的聚變，來自鎳、鋰和氫化鋁鋰的粉末混合物，形成鈹同位素。壽命短的鈹衰變成兩個 α 粒子，釋放的熱量為過剩能量；據報道，一些鎳變成了銅。羅西說，該過程中沒有產生廢物，並且在裝置外部沒有檢測到輻射。
羅西的宣告最初讓許多科學家和冷聚變一樣感到不安。許多人難以相信羅西的原因之一是他有不良的過去。在義大利，他因早期的商業活動而受到與白領犯罪相關的指控。羅西說，這些定罪已經過去了，他不想再談論它們。他還曾與美國陸軍簽訂過製造發熱裝置的合同。但是，交付的裝置未能按規格工作。
2012 年，羅西宣佈完成了一個 1 兆瓦的系統，該系統可用於為大型建築物供暖或供電。羅西還預計，到 2013 年，他將擁有一家工廠，每年生產 100 萬臺 10 千瓦的家用裝置，大小與筆記型電腦相當。但是，工廠和家用裝置都沒有實現。
2014 年，羅西將其技術許可給一家名為 Industrial Heat 的公司，該公司由專注於購買房地產並以清理舊工業場地進行再開發為目標的私募股權公司切諾基（Cherokee）成立。2015 年，接受過環境科學家和律師培訓的切諾基執行長湯姆·達登（Tom Darden）將 Industrial Heat 描述為“LENR 發明家的資金來源”。
達登說，切諾基之所以成立 Industrial Heat，是因為該投資公司認為 LENR 技術值得追求。“我們願意犯錯。我們願意投入時間和資源來探索這是否可能成為我們消除汙染的追求中有用的研究領域，”他說。
與此同時，Industrial Heat 和 Leonardo 鬧翻了，雙方現在都在法庭上起訴對方違反了他們的協議。如果他的 1 兆瓦系統的一年期測試成功，羅西將獲得總計 1 億美元。羅西說他完成了測試，但 Industrial Heat 不同意，並表示擔心該裝置無法工作。
喬治華盛頓大學的納格爾說，羅西的 E-Cat 為 LENR 領域帶來了巨大的希望。納格爾在 2012 年告訴 C&EN，他不認為羅西是騙子，“但我不喜歡他的一些測試方法。” 納格爾認為羅西應該更徹底和透明。然而，當時納格爾也表示，他認為 LENR 裝置將在 2013 年開始銷售。
羅西繼續他的研究，並宣佈開發其他原型。但他很少透露他正在做什麼的細節。羅西告訴 C&EN，工業 1 兆瓦工廠已經在建設中，他已經獲得了銷售系統的“必要認證”。他指出，家用裝置仍在等待安全認證。
納格爾現在說，隨著羅西最初宣佈的興奮情緒消退，LENR 的現狀已經恢復。納格爾說，商業 LENR 發電機很可能至少在幾年後才能上市。他補充說，即使裝置清除了可重複性和實用性的障礙，其開發人員也將面臨監管部門批准和客戶接受的艱鉅挑戰。
但納格爾仍然樂觀。“LENR 可能會在被理解之前就商業化，就像 X 射線一樣，”他說。因此，納格爾剛剛在喬治華盛頓大學配備了一個實驗室，以開始新的鎳-氫實驗。
科學遺產
許多繼續研究 LENR 的研究人員都是有成就的科學家，現在已經退休。這對他們來說並不容易，因為多年來，他們的論文被主流期刊退回而未被審閱，他們在科學會議上發表的演講摘要往往未被接受。他們越來越擔心該領域的狀況，因為他們正在耗盡時間——無論是為了確保他們的科學歷史遺產（如果 LENR 被證明是正確的），還是隻是為了安心地知道他們的直覺沒有讓他們失望。
電化學家梅爾文·H·邁爾斯（Melvin H. Miles）說：“不幸的是，冷聚變最初在 1989 年被宣傳為一種新的聚變能源，而不是僅僅作為一種新的科學奇觀。” “也許那時研究可以正常進行，對所涉及的許多變數進行更仔細和準確的研究。”
邁爾斯是加利福尼亞州中國湖海軍航空作戰中心的一位退休研究員，有時與 2012 年去世的弗萊舍曼合作。邁爾斯說，他認為弗萊舍曼和龐斯一直是對的。然而，即使在今天，他也不知道如何為鈀-氘系統構建商業能源，儘管他的許多實驗產生了與氦氣生產相關的顯著過剩熱量。
邁爾斯問道：“在報道一個錯誤的主題之後，為什麼還有人會繼續研究或科學興趣達 27 年？” “我確信冷聚變最終將被認為是另一個重要的發現，它非常緩慢地被接受，並且會出現一個新的理論框架來解釋實驗結果。”
核物理學家盧德維克·科瓦爾斯基（Ludwik Kowalski）是蒙特克萊爾州立大學的榮譽退休教授，他認為冷聚變一開始就走錯了方向。“我還記得最初的宣告對科學界和公眾的影響，”科瓦爾斯基說。他有時會與低能量核反應（LENR）研究人員合作，“但我三次嘗試驗證那些聳人聽聞的說法，結果都只得到了負面的結果。”
科瓦爾斯基認為，最初的失敗所造成的對這項研究的社會偏見演變成了一個更大的問題，這不符合科學方法。無論低能量核反應（LENR）研究人員的說法是否有效，科瓦爾斯基都認為，明確的肯定或否定答案仍然值得尋求。但只要冷聚變研究人員“被當作怪人和偽科學家對待”，就不會找到答案。“不釋出誠實調查的結果，不在其他實驗室進行獨立測試，就不會有任何進展，沒有人會從中受益，”科瓦爾斯基說。
時間會證明一切
即使科瓦爾斯基的問題得到了肯定答案，低能量核反應（LENR）研究人員的說法得到了驗證，商業化道路仍然充滿挑戰。並非所有初創公司，即使擁有可靠的技術，都會成功，原因並非都是科學性質的：資本、現金流、成本、製造、保險和有競爭力的能源定價，僅舉幾例。
例如，考慮一下太陽催化劑公司（Sun Catalytix）。這家從麻省理工學院分離出來的公司，就是一個建立在強大科學基礎之上的初創公司，但在取得進展之前就成了商業壓力的犧牲品。該公司旨在將化學家丹尼爾·G·諾切拉（Daniel G. Nocera）（現任職於哈佛大學）開發的人工光合作用過程商業化，該過程可以經濟高效地利用陽光和廉價的催化劑將水轉化為氫燃料。
諾切拉設想，以這種方式產生的氫氣可以為簡單的燃料電池供電，為世界上貧困地區沒有電網的家庭和村莊提供能源，從而提供現代便利設施並提高生活質量。但這個過程需要比公司最初預想的更多的資金和時間來開發。四年後，太陽催化劑公司放棄了商業化努力，轉而生產液流電池，然後在2014年被洛克希德·馬丁公司收購。太陽催化劑公司已不復存在。
目前尚不清楚，追求低能量核反應（LENR）和相關技術的公司是否主要是因為類似的商業障礙而步履蹣跚。例如，一直在關注米爾斯（Mills）進展的有機化學家威爾克（Wilk）正變得有點著迷，他想弄清楚布萊克萊特能源公司（BLP）的商業化努力是基於真實的東西還是虛構的東西。他只是想知道，氫化物是否存在？
2014年，威爾克問米爾斯是否曾經分離出氫化物，儘管米爾斯之前在研究論文和專利中寫到他已經分離出來，但米爾斯回答說他沒有，而且這將是“一項非常非常艱鉅的任務”。但威爾克並不這麼認為。如果這個過程產生了像他計算的那樣幾升的氫化物氣體，那就應該很明顯。“給我們看看氫化物！”威爾克懇求道。
威爾克說，米爾斯的世界，以及其他參與低能量核反應（LENR）研究的人的世界，讓他想起了芝諾的一個悖論，該悖論認為運動是一種錯覺。“他們每年都會縮短剩餘商業化距離的一半，但他們最終會到達那裡嗎？”威爾克可以想到布萊克萊特能源公司（BLP）的四種可能解釋：米爾斯的科學實際上是對的，這是一個徹底的騙局，這只是糟糕的科學，或者這就是諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir）所說的病態科學。
朗繆爾在50多年前創造了這個術語，用來描述一種心理過程，在這種過程中，科學家們會無意識地偏離科學方法，並全神貫注於他們正在做的事情，以至於他們失去了客觀性，無法看到什麼是真實的，什麼不是真實的。朗繆爾說，病態科學是“關於不存在的事物的科學”。在某些情況下，它體現在冷聚變/低能量核反應（LENR）等研究領域中，即使被大多數科學家放棄認為是錯誤的，也根本不會消失。
“我希望他們是對的，”威爾克談到米爾斯和布萊克萊特能源公司（BLP）時說。“我真的希望如此。我不是為了揭穿他們，只是為了弄清真相。”為了論證起見——正如威爾克所說“如果豬能飛”，他說他會接受他們的資料、他們的理論以及可以從中得出的其他預測。但他從來不是一個真正的信徒。“我認為如果氫化物存在，它們早就被其他實驗室或自然界的人檢測到，並且現在已經被使用了。”
所有關於冷聚變和低能量核反應（LENR）的討論都以這種方式結束：它們總是回到這樣一個事實，即目前還沒有人將商業裝置投放市場，而且在不久的將來，似乎沒有任何原型可以在商業規模上運作。時間將是最終的仲裁者。