Published May 1, 1995 | Version v1
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Experimental Investigation of the Spread Behavior of Liquid Nitrogen on a Water Surface during Sudden and Continuous Release

  • 1. Institut für Sicherheitsforschung und Reaktortechnik

Description

[Automatically extracted and translated] The anthropogenic climate and environmental changes and the resulting consequences such as the "greenhouse effect", "ozone hole", pollution of soil, water, and air increasingly question the existential foundations of life for all living beings. On one hand, they are justified by the rapidly growing world population. Natural habitats are increasingly being irretrievably destroyed by uncontrolled deforestation of entire rainforest regions, reckless exploitation of mineral resources and energy resources. We are consuming resources that took millions of years to form. Thoughtless and sometimes wasteful handling has brought us to this precarious situation today, so that a way out only seems possible if a rethinking process takes place. We must learn to live more responsibly and consciously and to manage in material cycles. On the other hand, mere declarations of intent, as formulated in the global climate convention of Rio and Berlin, in which a reduction of CO2 emissions is sought, have not been implemented to this day. Energy-saving potentials in industrialized countries have either not been realized or have been compensated by increasing energy demand and consumption in emerging countries. In view of the dwindling, finite primary energies such as oil and coal, which are also significantly involved in the "greenhouse effect", an energy mix of nuclear energy, water, solar, and wind energy, the use of biomass and renewable raw materials, as well as a hydrogen energy economy, could offer a way out of the "dead end". Except for nuclear energy and energy from hydropower, the above-mentioned energy sources are currently hardly competitive due to the currently favorable oil price. Nevertheless, a hydrogen energy economy could gain importance in the future because the pressure to take new solutions to address the aforementioned problems is becoming increasingly urgent. The advantages of this can be seen in a circular energy economy, as shown in Figure 1.1. Only during the construction of plants (dams, solar plants, water turbines, etc.) for the production of hydrogen without the use of fossil fuels do CO2 emissions occur. However, once the infrastructure for the production and distribution of this secondary energy carrier is completed, emissions on site are almost zero. Hydrogen, which is mostly bound in chemical form (e.g., water) on Earth, could be obtained electrolytically from water with the help of solar or hydropower energy in projects such as "Hysolar" or the "Euro-Quebec Hydro-Hydrogen Pilot Project" (EQHHPP).

Abstract (German)

[Automatisch extrahiert und übersetzt] Die anthropogenen Klima- und Umweltveränderungen und daraus die resultierenden Folgeerscheinungen wie "Treibhauseffekt", "Ozonloch", Verschmutzung von Boden, Wasser und Luft stellen immer mehr die existentiellen Lebensgrundlagen aller Lebewesen in Frage. Zum einen finden Sie ihre Begründung in der rasch anwachsenden Weltbevölkerung. Verstärkt wird natürlicher Lebensraum unwiederbringlich durch unkontrolliertes Abholzen ganzer Regenwaldregionen, rücksichtslose Ausbeutung der Bodenschätze und Energieresourcen zerstöl1. Dabei zehren wir von Resourcen, die Jahrmillionen fu!' ihre Entstehung benötigten. Gedankenloser und teils verschwenderischer Umgang hat uns heute in diese prekäre Lage gebracht, so daß ein Ausweg nur noch möglich erscheint, wenn ein Umdenkungsprozeß erfolgt. Wir müssen lernen, verantwortungsvoller, bewußter zu leben und in Stoffkreisläufen zu wirtschaften. Zum anderen ließen sich bloße Absichtserklärungen, wie in der weltweiten Klimakol1vention von Rio und Berlin formuliert, in der eine Reduktion der CO2-Emissionen angestrebt wird, bis heute nicht umsetzen. Energieeinsparungspotentiale in den Industrieländern wurden entweder nicht verwirklicht oder durch steigende Energienachfrage und anwachsenden Verbrauch in den Schwellenländern kompensiert. Im Hinblick auf die schwindenden, endlichen Primärenergien wie Erdöl und Kohle, die zudem erheblich am "Treibhauseffekt" beteiligt sind, könnte ein Energie-Mix aus Kernenergie, Wasser-, Sonnen- und Windenergie, die Nutzung von Biomasse und nachwachsenden Rohstoffen sowie eine Wasserstoffenergiewirtschaft einen Ausweg aus der "Sackgasse" bieten. Mit Ausnahme der Kernenergie und der Energie aus Wasserkraft sind wegen des derzeit günstigen Erdölpreises die oben genannten Energiequellen zur Zeit kaum konkurrenzfahig. Trotzdem könnte gerade eine Wasserstoffenergiewirtschaft in Zukunft an Bedeutung gewinnen, weil der Druck, neue Lösungswege einzuschlagen, um der obengenannten Problematik zu begegnen, immer dringlicher wird. Die Vorteile dafür sind, wie aus Abbildung l.1 ersichtlich, in einer Kreislauf-Energiewirtschaft zu sehen. Lediglich bei der Erstellung von Anlagen (Staudämmen, Solaranlagen, Wasserturbinen, etc.) zur Herstellung von Wasserstoff ohne Verwendung fossiler Energieträger fallen COrEmissionen an. Ist hingegen die Infrastruktur für Gewinnung und Verteilung dieses Sekundärenergieträgers fertiggestellt, sind die Emissionen vor Ort fast Null. Wasserstoff, auf der Erde zumeist in chemischer Form (z.B. Wasser) gebunden, könnte Z.B. in Projekten, wie "Hysolar" oder" dem "Euro-Quebec Wasser-Wasserstoff Pilotprojekt" (EQHHPP) vorgeschlagen, mit Hilfe von Sonnen- bzw.Wasserkraftenergie elektrolytisch aus Wasser gewonnen werden.

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ISR_IB_1995-04_Brämer-Ausbreitungsverhalten von LN2 auf Wasser.pdf

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Original title (German)
Experimentelle Untersuchung des Ausbreitungsverhaltens von flüssigem Stickstoff auf einer Wasseroberfläche bei schlagartiger und kontinuierlicher Freisetzung

Publishing Information

Report number
KFA-ISR-IB-04/1995

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Notes
Document from Juelich Preservation Project