Descarbonización de motores de combustión interna alternativos: análisis experimental y cinético-químico de la formación de emisiones contaminantes en motores de encendido provocado funcionando con mezclas de gas natural y amoniaco

Abstract

Está previsto que en 2035 se prohíba la comercialización de vehículos propulsados por motores de combustión interna alternativos, con el objetivo de reducir las emisiones de CO2 del sector transporte. Como alternativa, se plantea el desarrollo de motores capaces de funcionar con combustibles alternativos zero-carbon y carbon-neutral, como el amoniaco y el gas natural. Aunque estos combustibles estén libres de emisiones de CO2, pueden producir emisiones contaminantes que deben evaluarse antes de su implementación. En este trabajo se analizan los procesos de formación de emisiones de monóxido de carbono (CO) y de óxido nítrico (NO) en un motor de encendido provocado alimentado con mezclas de gas natural y amoniaco. Para ello, se ha desarrollado un nuevo modelo cinético de diagnóstico de emisiones, que se ha aplicado a datos experimentales. Los resultados del trabajo pueden ayudar al desarrollo de nuevos motores que funcionen con mezclas de gas natural y amoniaco.

It is expected that by 2035, the commercialization of vehicles powered by internal combustion engines will be banned, with the aim of reducing CO₂ emissions from the transport sector. As an alternative, the development of engines capable of operating with zero-carbon and carbon-neutral fuels, such as ammonia and natural gas, is being considered. Although these fuels are free of CO2 emissions, they may still produce other pollutants that must be evaluate prior to their implementation. This work analyzes the formation processes of carbon monoxide (CO) and nitric oxide (NO) emissions in a spark-ignition engine fueled with mixtures of natural gas and ammonia. For this purpose, a new kinetic model for emission diagnostics has been developed and applied to experimental data. The results of this study may contribute to the development of new engines operating with natural gas ammonia fuel blends.