Motores propulsados por amoniaco e hidrógeno como combustibles

Abstract

Este proyecto se centra en erradicar los problemas del calentamiento global, pretendiéndose y enfocándose en la reducción de la emisión de los gases de efecto invernadero en el sector del transporte. Es decir, se pretende crear un vehículo cero contaminantes. Para ello se ha querido diseñar un motor de combustión interno alternativo que en vez de utilizar gasolina o diésel se alimente de amoniaco e hidrógeno. Para ello, se ha diseñado un circuito y sistema que va desde los tanques de almacenamiento de amoniaco hasta la explosión química en los cilindros del motor. Como consecuencia se ha requerido diseñar un sistema mostrado en la siguiente figura que permite: en primer lugar, evaporar el amoniaco líquido a través de un intercambiador de calor, siendo el sistema secundario un circuito cerrado de agua con caldera alimentada por electrodos; en segundo lugar, separar el gas amoniaco de los posibles restos líquidos de este último; posteriormente se llega a la fase de craqueo del amoniaco, donde a través de un catalizador se disocia en hidrógeno y nitrógeno; después de esta fase, se redirige el hidrógeno a un mezclador, donde se encontrará con más amoniaco (con el cual se mezclará); por último, se depositarán en un depósito de gas donde esperarán a ser inyectados en los cilindros del motor junto al aire; se ha incluido un turbocompresor para aumentar la densidad del aire a la entrada de los cilindros, lo que nos aumenta la eficiencia y rendimiento del motor.

This project focuses on eradicating the problems of global warming, aiming and focusing on the reduction of greenhouse gas emissions in the transport sector. In other words, it is intended to create a zero-polluting vehicle. For this, an alternative internal combustion engine has been designed that, instead of using gasoline or diesel, is powered by ammonia and hydrogen. To do this, a circuit and system has been designed that goes from the ammonia storage tanks to the chemical explosion in the engine cylinders. As a consequence, it has been required to design a system shown in the following figure that allows: firstly, to evaporate the liquid ammonia through a heat exchanger, the secondary system being a closed water circuit with a boiler fed by electrodes; secondly, to separate the ammonia gas from the possible liquid remains of the latter; subsequently, the ammonia cracking phase is reached, where through a catalyst it dissociates into hydrogen and nitrogen; after this phase, the hydrogen is redirected to a mixer, where it will meet more ammonia (with which it will mix); finally, they will be deposited in a gas tank where they will wait to be injected into the engine cylinders together with the air; A turbocharger has been included to increase the density of the air at the inlet of the cylinders, which increases the efficiency and performance of the engine.