Jedno z prvních použití kapalného NH3 jako paliva pro autobusy bylo v Belgii v roce 1943. Emeric Kroch vyvinul tyto hybridní motory na uhlí, plyn a čpavek, aby udržely provoz veřejné dopravy navzdory extrémnímu nedostatku nafty během druhé světové války.

Raketové letadlo X-15 překonalo v 60. letech rekordy rychlosti a výšky, poháněné NH3.

V létě 2007 toto vozidlo NH3 cestovalo po Spojených státech, od Detroitu po San Francisco, poháněné směsí čpavku a benzínu.

Amoniak je při pokojové teplotě bezbarvý plyn s velmi štiplavým a nevolným zápachem. Vzniká přirozeně rozkladem organické hmoty a vyrábí se i průmyslově. Je snadno rozpustný a rychle se odpařuje. Amoniak se skládá z dusíku a vodíku s chemickým vzorcem NH3

Ve skutečnosti je čpavek toxický již v nízkých koncentracích, při spalování produkuje NOx (ale technologie na snížení těchto emisí již existuje) a potřebuje „pilotní palivo“, protože není snadno zápalné.

Každý rok se vyrobí více než 180 milionů tun čpavku. Již více než 100 let, od zavedení Haber-Boschova procesu, se čpavek používá jako hnojivo pro potravinářský průmysl, jako surovina a chladivo pro různé průmyslové procesy, jako palivo v leteckém průmyslu a jako redukční činidlo ve výrobních procesech.snížení oxidů dusíku. To znamená, že pro přepravu a skladování této látky jsou k dispozici konsolidované infrastruktury.

Amoniak je štiplavý, bezbarvý plyn. Díky silným vodíkovým vazbám se dá snadno zkapalnit, a proto se snadno přepravuje v tepelně izolovaných nádobách. Kromě toho čpavek zkapalňuje při velmi nízkých tlacích (0,8 MPa), které jsou nižší než u vodíku (až 70 MPa). Může být také zkapalněn při -33ºC.

Různá paliva lze smíchat s čpavkem pro motory s Ottovým cyklem, benzin, Carnotův cyklus nebo dieselové motory, aby se usnadnilo spalování. Následující obrázek ukazuje kategorie možných palivových směsí pro použití v různých technologiích pohonu, jako jsou palivové články, benzínové motory ("Spark Ignition") a dieselové motory ("Compression Ignition").

Čpavek v dieselových motorech

MONOPALIV

Výhradní použití čpavku jako paliva ve spalovacím motoru není možné kvůli vysokým kompresním poměrům nutným pro zapálení/spalování. Pro použití čpavku jako paliva ve spalovacích motorech jsou zapotřebí velmi vysoké kompresní poměry, až 35:1. Kapalný čpavek používaný ve spalovacích motorech nespaluje s kompresním poměrem do 30:1. Standardní vznětový motor běží s kompresním poměrem 15 až 17:1

DUALFUEL

Obsah čpavku až 95 % byl proveditelný s pouze 5 % nafty s motorem John Deere. Optimální směs je ale 40 % nafty - 60 % čpavku, protože vyšší množství nafty by omezovalo hořlavost čpavku.

Motor testovaný s bionaftou a čpavkem jako palivem funguje stejně jako motor s naftou a čpavkem se stejnými výkonnostními charakteristikami. Ale výkonnostní charakteristiky se liší, když se dimethylether (DME) používá s amoniakem jako palivem, přičemž obsah amoniaku je dosažitelný až do 80 %.

Čpavek v benzínových motorech

MONOPALIV

Spalování čpavku v zážehovém motoru lze usnadnit kompaktnější spalovací komorou a delšími zapalovacími svíčkami, aby se překonala nechuť čpavku hořet.

DUALFUEL

Benzín jako promotor hoření vyžaduje pro optimální provoz při 30% obsahu benzínu kompresní poměr 10:1.

Kapalný čpavek by snižoval teplotu ve válci a tím ztěžoval následné turbulence, které by vedly ke zhoršenému spalování a vynechávání zapalování. Z tohoto důvodu je plynný čpavek přímo vstřikován a byl by snadněji použitelný, zatímco benzín je vstřikován pro zlepšení spalování. Volnoběh vyžaduje 100% benzín, ale může být snížen na 20% za provozních podmínek.

PALIVOVÉ ČLÁNKY AMONIAK

Teoreticky by mohly být palivové články s pevným oxidem použity přímo s čpavkem, čímž by se ušetřily vysoké tlaky nutné pro stejné použití s ​​vodíkem, avšak vzhledem k vysokým teplotám, kterých tyto palivové články dosahují, více než 500 °C, je to pro použití na silnici, ačkoliv by mohl být použit v námořní dopravě.

Na druhé straně existuje možnost, kterou již zkoumají různé společnosti, jak využít čpavek jako vektor pro skladování vodíku. K tomu je čpavek rozdělen na vodík a dusík pomocí krakovací jednotky a poté je H2 použit ve vodíkovém palivovém článku k výrobě elektřiny, která bude použita k pohybu vozidla.

Výhody použití amoniaku by byly v zásadě tři:

• Především se nevypouští ŽÁDNÝ CO2. Vzhledem k tomu, že jde o prvek bez uhlíku, nelze reakci za vzniku oxidu uhličitého vyrobit chemicky.
• Zadruhé, snadné použití. Na jedné straně je čpavek již dnes nejrozšířenější chemickou látkou na planetě, vyrábí se ve velkém a je snadno ovladatelný v kapalné formě při nízkých tlacích.
• Za třetí, cena může být konkurenceschopná s tradičními palivy. Již dnes se výrobní cena čpavku pohybuje kolem 250 dolarů za tunu. Očekává se, že výroba zeleného čpavku, výroba čpavku vyžaduje velké množství energie, by mohla být cenově konkurenceschopná se zbytkem paliva.