INJEÇÃO DE AMÔNIA EM MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA: REVISÃO SISTEMÁTICA DA LITERATURA
DOI:
https://doi.org/10.47820/recima21.v6i5.6355Palavras-chave:
Amônia, Combustíveis sustentáveis, Eficiência energética, Redução de emissões, Sistemas de combustão avançados, Transição energética.Resumo
A amônia é uma alternativa promissora aos combustíveis fosseis devido à sua capacidade de queimar sem emitir dióxido de carbono (CO2), contribuindo para a redução de gases de efeito estufa. Sua aplicação em motores de combustão interna, especialmente em misturas com diesel, tem demonstrado potencial significativo para reduzir emissões e aumentar a eficiência energética. Apesar de suas vantagens, a amônia apresenta desafios técnicos, como baixa reatividade e alta temperatura de autoignição, que exigem soluções inovadoras. Tecnologias como sistemas de injeção dupla, mistura com hidrogênio e recirculação de gases reformados têm sido desenvolvidas para superar esses obstáculos, garantindo maior eficiência e controle de emissões. Esta revisão sistemática tem como objetivo reunir e classificar estudos sobre o tema, fazendo o uso do software StArt, que guia a revisão através de diversas etapas bem estruturadas que avaliam os estudos através de critérios rigorosamente definidos. Os resultados encontrados evidenciaram que o uso da amônia como combustível pode reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa ao mesmo tempo que mantém a eficiência do motor, mas ainda são necessários estudos mais aprofundados para que seja feita a aplicação em larga escala.
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Referências
ALNAJIDEEN, M.; SHI, H.; NORTHROP, W. et al. Combustão e emissões de amônia em aplicações práticas: uma revisão. Carb Neutrality, v. 3, n. 13, 2024. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s43979-024-00088-6. Acesso em: 22 abr. 2025. DOI: https://doi.org/10.1007/s43979-024-00088-6
CAI, Kai et al. Combustion behaviors and unregular emission characteristics in an ammonia–diesel engine. Energies, v. 16, n. 19, 2023. Disponível em: https://www.mdpi.com/1996-1073/16/19/7004. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.3390/en16197004
CARDOSO, José S. et al. Ammonia as an energy vector: current and future prospects for low-carbon fuel applications in internal combustion engines. Journal of Cleaner Production, 10 maio 2021. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652621007824. Acesso em: 29 jan. 2025.
CHEMICALAID. Balanceador de equações químicas. [S. l.]: Chemicalaid, 2025. Disponível em: https://www.chemicalaid.com/tools/equationbalancer.php. Acesso em: 22 abr. 2025.
CONFORTO, Edivandro Carlos; AMARAL, Daniel Capaldo; SILVA, Sérgio Luis da. Roteiro para revisão bibliográfica sistemática: aplicação no desenvolvimento de produtos e gerenciamento de projetos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GESTÃO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO – CBGDP, 8., 2011, Porto Alegre. Anais [...]. Porto Alegre: [s.n.], 2011.
GUO, Lei et al. Effects of pre-injection strategy on combustion characteristics of ammonia/diesel dual-fuel compression ignition mode. Energies, v. 16, n. 23, 2023. Disponível em: https://www.mdpi.com/1996-1073/16/23/7687. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.3390/en16237687
KANE, Stephen P.; NORTHROP, William F. Thermochemical recuperation to enable efficient ammonia-diesel dual-fuel combustion in a compression ignition engine. Energies, v. 14, n. 22, 2021. Disponível em: https://www.mdpi.com/1996-1073/14/22/7540. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.3390/en14227540
OKUMUŞ, Fatih et al. The effects of ammonia addition on the emission and performance characteristics of a diesel engine with variable compression ratio and injection timing. International Journal of Hydrogen Energy, v. 64, p. 186–195, 25 abr. 2024. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319924010450. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.03.206
PYRC, Mateusz et al. An experimental investigation of the performance, emission and combustion stability of compression ignition engine powered by diesel and ammonia solution (NH₄OH). International Journal of Engine Research, v. 22, n. 8, p. 2639–2653, 1 ago. 2021. Disponível em: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1468087420940942. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.1177/1468087420940942
SEHILI, Younes et al. Computational investigation of the influence of combustion chamber characteristics on a heavy-duty ammonia diesel dual fuel engine. Energies, v. 17, n. 5, 2024. Disponível em: https://www.mdpi.com/1996-1073/17/5/1231. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.3390/en17051231
SHIN, Junwoo; PARK, Sungwook. Numerical analysis and optimization of combustion and emissions in an ammonia-diesel dual-fuel engine using an ammonia direct injection strategy. Energy, v. 289, 15 fev. 2024. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544223034084. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.130014
SUBRAMANI, Arun K. et al. An innovative method of ammonia use in a light-duty automotive diesel engine to enhance diesel combustion, performance, and emissions. International Journal of Hydrogen Energy, v. 49, p. 38–58, 2 jan. 2024. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319923030872. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.06.183
WANG, Bo et al. Effect of different ammonia mixing methods for diesel ignition on combustion and emission performance of high pressure common rail engine. Journal of the Energy Institute, v. 111, 1 dez. 2023. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1743967123002313. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.joei.2023.101402
WU, Bin et al. Effect of diesel injection strategy and ammonia energy fraction on ammonia-diesel premixed-charge compression ignition combustion and emissions. Fuel, v. 357, 1 fev. 2024. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016236123023992. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.129785
XU, Xiaoyu et al. Optimizations of energy fraction and injection strategy in the ammonia-diesel dual-fuel engine. Journal of the Energy Institute, v. 112, 1 fev. 2024. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1743967123002842. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.joei.2023.101455
ZENG, Wenjun et al. Optical investigation on effects of diesel injection strategy on ammonia/diesel dual fuel combustion characteristics and flame development. Fuel, v. 363, 1 maio 2024. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S001623612400173X. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.131027
ZHENG, Lin et al. Experimental study on the combustion and emission characteristics of ammonia-diesel dual fuel engine under high ammonia energy ratio conditions. Journal of the Energy Institute, v. 114, 1 jun. 2024. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1743967124000357. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.joei.2024.101557
ZHOU, Xiaotong et al. Ammonia marine engine design for enhanced efficiency and reduced greenhouse gas emissions. Nature Communications, v. 15, n. 1, 1 dez. 2024. Disponível em: https://www.nature.com/articles/s41467-024-46452-z. Acesso em: 29 jan. 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-46452-z
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