Одне з перших застосувань рідкого NH3 як автобусного палива було в Бельгії в 1943 році. Емерік Крох розробив ці гібридні двигуни на аміаку та вугільному газі, щоб забезпечити роботу громадського транспорту, незважаючи на надзвичайну нестачу дизельного палива під час Другої світової війни.

Ракетоплан X-15 побив рекорди швидкості та висоти в 1960-х роках, оснащений NH3.

Влітку 2007 року цей автомобіль NH3 подорожував Сполученими Штатами, від Детройта до Сан-Франциско, на суміші аміаку та бензину.

Аміак при кімнатній температурі є безбарвним газом із різким і нудотним запахом. Він виникає в природі шляхом розкладання органічних речовин, а також виробляється промисловим шляхом. Він легко розчиняється і швидко випаровується. Аміак складається з азоту та водню з хімічною формулою NH3

Насправді аміак вже є токсичним у низьких концентраціях, при спалюванні він виробляє NOx (але вже існує технологія для зменшення цих викидів) і потребує «пілотного палива», оскільки воно нелегко запалюється.

Щорічно виробляється понад 180 мільйонів тонн аміаку. Протягом понад 100 років, з моменту впровадження процесу Габера-Боша, аміак використовувався як добриво для харчової промисловості, як сировина та охолоджувач для різних промислових процесів, як паливо в аерокосмічному секторі та як відновник у виробничих процесах відновлення оксидів азоту. Це означає, що консолідована інфраструктура доступна для транспортування та зберігання цієї речовини.

Аміак — їдкий безбарвний газ. Завдяки сильним водневим зв’язкам його можна легко розрідити, тому його легко транспортувати в термоізольованих контейнерах. Крім того, аміак розріджується при дуже низькому тиску (0,8 МПа), який нижчий, ніж у водню (до 70 МПа). Він також може бути скраплений при -33ºC.

Різне паливо можна змішувати з аміаком для циклу Отто, бензину, циклу Карно чи дизельних двигунів, щоб полегшити згоряння. На наступному малюнку показано категорії можливих паливних сумішей для використання в різних технологіях двигунів, таких як паливні елементи, бензинові двигуни («Іскрове запалювання») і дизельні двигуни («Запалювання від стиснення»).

АМІАК У ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНАХ

МОНОПАЛИВО

Виключне використання аміаку як палива в двигуні внутрішнього згоряння неможливе через високий ступінь стиснення, необхідний для займання/згоряння. Для використання аміаку як палива в двигунах внутрішнього згоряння потрібні дуже високі ступені стиснення, до 35:1. Рідкий аміак, що використовується в двигунах внутрішнього згоряння, не горить при ступенях стиснення до 30:1. Стандартний дизельний двигун працює зі ступенем стиснення від 15 до 17:1

DUALFUEL

Вміст аміаку до 95% був можливим лише з 5% дизельного палива з двигуном John Deere. Але оптимальна суміш 40% дизельного палива - 60% аміаку, оскільки більша кількість дизельного палива обмежить займистість аміаку.

Двигун, випробуваний з використанням біодизеля та аміаку в якості палива, працює так само, як двигун з дизелем і аміаком з тими самими характеристиками. Але характеристики продуктивності відрізняються, коли диметиловий ефір (DME) використовується з аміаком як паливо, причому вміст аміаку може досягати 80%.

АМІАК В БЕНЗИНОВИХ ДВИГУНАХ

МОНОПАЛИВО

Спалювання аміаку в двигуні з іскровим запалюванням можна полегшити за допомогою більш компактної камери згоряння та довших свічок запалювання, щоб подолати небажання аміаку горіти.

DUALFUEL

Бензин як промотор згоряння потребує ступеня стиснення 10:1 для оптимальної роботи при вмісті бензину 30%.

Рідкий аміак знизить температуру в циліндрі і, таким чином, ускладнить подальшу турбулентність, яка призведе до порушення згоряння та пропуску запалювання. З цієї причини газоподібний аміак впорскується безпосередньо, і його було б легше використовувати, тоді як бензин впорскують для покращення згоряння. Для роботи на холостому ході потрібен 100% бензин, але його можна зменшити до 20% під час роботи.

АМІАЧНІ ПАЛИВНІ ЕЛЕМЕНТИ

Теоретично, твердооксидні паливні елементи можна використовувати безпосередньо з аміаком, заощаджуючи високий тиск, необхідний для такого ж використання з воднем, однак через високі температури, яких досягають ці паливні елементи, понад 500ºC, це неможливо для використання в дорозі, хоча його можна застосовувати в морському транспорті.

З іншого боку, існує можливість використання аміаку як переносника для зберігання водню, яку вже досліджують різні компанії. Для цього аміак розділяється на водень і азот за допомогою крекеру, а потім H2 використовується у водневому паливному елементі для виробництва електроенергії, яка буде використовуватися для руху автомобіля.

Загалом використання аміаку має три переваги:

• По-перше, виділяється NO CO2. Будучи елементом без вуглецю, реакція утворення вуглекислого газу не може бути проведена хімічним шляхом.
• По-друге, простота використання. З одного боку, аміак уже є найпоширенішою хімікатом на планеті, він виробляється у великих масштабах і легко перебуває в рідкому стані при низькому тиску.
• По-третє, ціна може бути конкурентоспроможною з традиційними видами палива. Вже сьогодні ціна виробництва аміаку становить близько 250 доларів за тонну. Очікується, що виробництво зеленого аміаку, виробництво аміаку вимагає великої кількості енергії, може бути конкурентоспроможним за ціною з рештою палива.