Motori alimentati ad ammoniaca, conviene davvero scommettere sull’NH3?
(Rinnovabili.it) – La spinta alla decarbonizzazione dei trasporti ha portato il comparto ad affiancare al vettore elettrico un rinnovato interesse per l‘idrogeno nella sua versione “pulita”. Ma, nonostante i mezzi a fuel cell non costituiscano più una novità e i benefici emissivi sia ben noti, stoccare e trasportare questo combustibile offre ancora diverse sfide. Ecco perché qualcuno si è domandato: e se invece dell’H2 usassimo direttamente l’ammoniaca (NH3)?
Il composto è stato proposto già da tempo come vettore di idrogeno per il trasporto a lungo raggio e oggi sembra allettare il comparto navale in qualità di carburante a zero emissioni climalteranti. Non contenendo atomi di carbonio è impossibile che emetta CO2 quando bruciato e rispetto l’idrogeno vanta una densità energetica maggiore. Senza contare che, avendo già a disposizione un suo mercato globale grazie ad una lunga lista di applicazioni industriali, possiede infrastrutture di trasporto e stoccaggio.
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Non è quindi raro imbattersi in progetti di sistemi a fuel cell alimentati direttamente ad ammoniaca o motori funzionanti con miscele di ammoniaca e gasolio. Quello che appare decisamente più difficile è un motore alimentato ad ammoniaca al 100%. Perché? Perché l’NH3 è un combustibile difficile da bruciare a causa del suo elevato calore latente di vaporizzazione e della lenta velocità di combustione laminare. Pertanto, per una combustione efficiente, richiede la miscelazione con un altro carburante.
Il lavoro dell’Università di Sophia
Difficile ma non impossibile. Dal 2019 un gruppo di ingegneri dell’Università di Sophia, sta lavorando alla progettazione di motori alimentati ad ammoniaca in maniera autonoma. Il loro lavoro si concentra sulle condizioni di apertura delle valvole di aspirazione che migliorano la miscelazione dell’aria con il carburante all’interno del cilindro del motore. In uno studio pubblicato sulla rivista Energies, il team ha determinato quali condizioni di apertura porterebbero ad un flusso a vortice all’interno del cilindro, migliorando di conseguenza la combustione grazie ad una miscela più omogenea.
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“Il flusso d’aria all’interno dei cilindri è profondamente legato alla combustione e alle emissioni influenzando il fenomeno della miscelazione aria-carburante”, spiega il professor Mitsuhisa Ichiyanagi del Dipartimento di Ingegneria e Scienze Applicate e coautore della ricerca. “Con l’obiettivo di bruciare solo l’ammoniaca, abbiamo sostanzialmente studiato la relazione tra il sistema di aspirazione del motore e il flusso all’interno dei cilindri”.
Nel dettaglio gli scienziati hanno notato che la generazione di flussi a vortice era legata ad una apertura superiore al 25% della valvola tangenziale, lasciando invece quella elicoidale completamente aperta. Lo studio apre le porte ad un’efficiente combustione dell’ammoniaca nel motore.