Pesquisadores das universidades de Tianjin e Lund desenvolveram um sistema de combustão capaz de utilizar amônia como combustível principal em motores térmicos. A tecnologia alcançou mais de 80% de substituição de combustíveis fósseis e redução superior a 70% das emissões de gases de efeito estufa, abrindo caminho para aplicações em navios, locomotivas e usinas termoelétricas.
A busca por alternativas aos combustíveis fósseis levou a comunidade científica a concentrar esforços em soluções capazes de aproveitar a infraestrutura já existente dos motores de combustão interna. Nesse contexto, a amônia verde surge como uma das opções mais promissoras para acelerar a descarbonização de setores de difícil eletrificação.
Diferentemente de combustíveis tradicionais como gasolina, etanol e diesel, a amônia não contém carbono em sua composição molecular. Isso significa que sua combustão pode ocorrer sem a geração direta de dióxido de carbono (CO₂), principal gás associado ao aquecimento global.
O desafio sempre esteve nas características físico-químicas da amônia (NH₃). O composto apresenta baixa velocidade de propagação da chama e elevada resistência à ignição, dificultando sua utilização em motores convencionais.
Para contornar essas limitações, pesquisadores das universidades de Tianjin, na China, e Lund, na Suécia, desenvolveram um novo conceito denominado ignição por compressão de atmosfera térmica, capaz de criar condições favoráveis para a combustão estável da amônia.
O sistema utiliza uma estratégia de combustão em múltiplos estágios. Inicialmente, um combustível altamente reativo, o n-heptano, é introduzido no motor e submetido ao processo de ignição por compressão.
Essa etapa gera uma espécie de atmosfera térmica altamente ativa, caracterizada por temperaturas elevadas, aumento de pressão e grande concentração de radicais químicos reativos dentro da câmara de combustão.
Na sequência, a amônia líquida é injetada sob alta pressão nesse ambiente previamente ativado, provocando uma autoignição praticamente instantânea e estabelecendo uma combustão estável.
O diferencial está no uso da chamada combustão por difusão, processo em que a eficiência da queima depende principalmente da mistura entre combustível e ar, e não exclusivamente da propagação de uma frente de chama convencional.
Segundo os pesquisadores, essa estratégia permite superar uma das principais limitações da amônia, que é sua reduzida velocidade de combustão em comparação com combustíveis líquidos tradicionais.
Outro benefício relevante está na redução dos óxidos de nitrogênio (NOx). A formação desses poluentes costuma ser uma preocupação em sistemas que utilizam amônia como combustível.
O novo método cria regiões localmente ricas em combustível, favorecendo um processo semelhante à redução seletiva não catalítica, diminuindo naturalmente a formação desses compostos nocivos.
Os testes indicaram a possibilidade de substituir mais de 80% dos combustíveis fósseis por amônia, mantendo o funcionamento estável do motor mesmo sob condições reais de carga.
Além disso, foi registrada uma redução superior a 70% das emissões de gases de efeito estufa, resultado considerado expressivo para aplicações de transporte pesado.
Um dos aspectos mais relevantes do projeto é a obtenção de alta eficiência térmica, fator essencial para a viabilidade econômica de qualquer combustível alternativo.
Para que o sistema funcione adequadamente, os pesquisadores identificaram a necessidade de temperaturas internas próximas de 1.200 °C na câmara de combustão.
Embora esse valor seja elevado para aplicações automotivas convencionais, ele é compatível com operações de navios, locomotivas e usinas termoelétricas, setores que demandam motores de grande porte.
A elevada temperatura também compensa o forte efeito de resfriamento provocado pela vaporização da amônia, fenômeno associado à sua alta entalpia de vaporização.
O estudo fortalece o papel da amônia verde como alternativa para a descarbonização do transporte marítimo internacional, segmento responsável por parcela significativa das emissões globais.
Atualmente, diversos países investem em cadeias produtivas de hidrogênio verde e seus derivados, sendo a amônia considerada uma das formas mais eficientes de armazenamento e transporte energético.
“A pesquisa mostra que os motores de combustão ainda têm espaço relevante na transição energética. Em vez de simplesmente substituir tecnologias existentes, o setor começa a explorar combustíveis de baixo carbono capazes de aproveitar décadas de evolução da engenharia térmica.” — Tarcisio Dias, Editor do Mecânica Online®.
Para acompanhar os bastidores do desenvolvimento automotivo e análises exclusivas do setor, siga @tarcisiomecanicaonline nas redes sociais.
A combinação entre alta eficiência térmica, forte redução de emissões e aproveitamento da infraestrutura já existente pode acelerar a adoção da amônia em aplicações industriais e de transporte pesado, aproximando a tecnologia da realidade comercial.
• Combustível principal: amônia (NH₃)
• Tecnologia: ignição por compressão de atmosfera térmica
• Combustível auxiliar: n-heptano
• Substituição de combustíveis fósseis: superior a 80%
• Redução de gases de efeito estufa: superior a 70%
• Temperatura interna necessária: aproximadamente 1.200 °C
• Tipo de combustão: difusão
• Aplicações potenciais: navios, locomotivas e usinas termoelétricas
• Benefício principal: combustível sem carbono
• Instituições envolvidas: Universidade de Tianjin e Universidade de Lund
• Publicação científica: Engineering Energy
• DOI: 10.1007/s11708-026-1065-1
Mecânica Online® – Mecânica do jeito que você entende
Combustão por difusão – Processo em que a eficiência da queima depende principalmente da mistura entre combustível e oxigênio, permitindo maior estabilidade mesmo com combustíveis de difícil ignição.
Amônia verde – Combustível produzido a partir de hidrogênio obtido por fontes renováveis, sem emissão de carbono durante sua utilização energética.
Eficiência térmica – Capacidade de converter a energia química do combustível em trabalho útil, reduzindo desperdícios e aumentando o aproveitamento energético do sistema.
Siga Google Discover – Mecânica Online®