Uno de los primeros usos del NH3 líquido como combustible para autobuses tuvo lugar en Bélgica en 1943. Emeric Kroch desarrolló estos motores híbridos de amoniaco y gas de hulla para mantener en funcionamiento el transporte público a pesar de la extrema escasez de gasóleo durante la Segunda Guerra Mundial.

El avión cohete X-15 batió récords de velocidad y altitud en los años 60, propulsado por NH3.

En el verano de 2007, este vehículo de NH3 recorrió Estados Unidos, de Detroit a San Francisco, propulsado por una mezcla de amoniaco y gasolina.

El amoníaco, a temperatura ambiente, es un gas incoloro de olor muy penetrante y nauseabundo. Se produce naturalmente por descomposición de la materia orgánica y también se fabrica industrialmente. Es fácilmente soluble y se evapora rápidamente. El amoniaco está compuesto por Nitrógeno e Hidrógeno, con fórmula química NH3

De hecho, el amoníaco ya es tóxico a bajas concentraciones, cuando se quema produce NOx (pero ya existe la tecnología para reducir éstas emisiones) y necesita un "combustible piloto", ya que no es fácilmente inflamable.

Cada año se producen más de 180 millones de toneladas de amoníaco. Durante más de 100 años, desde la introducción del proceso Haber-Bosch, el amoníaco se ha utilizado como fertilizante para la industria alimentaria, como materia prima y refrigerante para diversos procesos industriales, como combustible en el sector aeroespacial y como agente reductor en procesos de reducción de óxidos de nitrógeno. Esto hace que se disponga de infraestructuras consolidadas para el transporte y almacenamiento de esta sustancia.

El amoníaco es un gas acre e incoloro. Puede licuarse fácilmente gracias a los fuertes enlaces de hidrógeno y, por tanto, transportarse con facilidad en contenedores aislados térmicamente. Además, el amoniaco se licua a muy bajas presiones (0,8 MPa) que es inferior a la del hidrógeno (hasta 70 Mpa). También se puede licuar a -33ªC.

Se pueden mezclar diferentes combustibles con amoníaco para motores de ciclo Otto, o de gasolina, y motores de ciclo de carnot, o diésel, con el fin de facilitar la combustión. En la siguiente figura se muestran las categorías de las posibles mezclas de combustible para su uso en diferentes tecnologías de propulsión, como las pilas de combustible, los motores de gasolina ("Spark Ignition") y los motores diésel ("Compression Ignition").

AMONIACO EN MOTORES DIESEL

MONOFUEL

El uso exclusivo de amoniaco como combustible en un motor de combustión interna no es posible debido a las elevadas relaciones de compresión necesarias para la ignición/combustión. Se necesitan relaciones de compresión muy altas, de hasta 35:1, para utilizar amoníaco como combustible en motores de combustión interna. El amoniaco líquido que se utiliza en motores de combustión interna no produce combustión con relaciones de compresión de hasta 30:1. Un motor diésel estándar funciona con una relación de compresión de 15 a 17:1

DUALFUEL

El contenido de amoníaco de hasta el 95% fue viable con sólo un 5% de gasóleo con un motor John Deere. Pero la mezcla óptima es 40% de gasóleo - 60% de amoníaco, ya que una cantidad de gasóleo superior limitaría la inflamabilidad del amoníaco.

Un motor probado con biodiésel y amoníaco como combustible funciona de la misma forma que uno de diésel y amoníaco con las mismas características de rendimiento. Pero las características de funcionamiento difieren cuando se utiliza dimetil éter (DME) con amoníaco como combustible, siendo factible un contenido de amoníaco de hasta el 80%.

AMONIACO EN MOTORES GASOLINA

MONOFUEL

La combustión del amoníaco en un motor de encendido por chispa puede facilitarse con una cámara de combustión más compacta y bujías más largas para vencer la reticencia del amoníaco a la combustión.

DUALFUEL

La gasolina como promotor de la combustión requiere una relación de compresión de 10:1 para un funcionamiento óptimo con un contenido de gasolina del 30%.

El amoníaco líquido reduciría la temperatura en el cilindro y, por tanto, dificultaría la turbulencia posterior, lo que provocaría un deterioro de la combustión y fallos de encendido. Por ello, el amoniaco gaseoso se inyecta directamente y sería más fácilmente utilizable, mientras que la gasolina se inyecta para mejorar la combustión. El funcionamiento al ralentí requiere un 100% de gasolina, pero puede reducirse hasta un 20% en condiciones de funcionamiento.

PILAS DE COMBUSTIBLE DE AMONIACO

Teóricamente las pilas de combustible de óxido sólido podrían utilizarse directamente con amoniaco, ahorrando las altas presiones necesarias para el mismo uso con el hidrógeno, sin embargo debido a las altas temperaturas que alcanzan dichas pilas de combustible, más de 500ºC, lo hacen inviable para su uso en carretera, aunque podría tener aplicación en el transporte marítimo.

Por otro lado, existe la posibilidad que ya está siendo explorada por diversas compañías de utilizar el amoniaco como vector de almacenamiento de hidrógeno. Para ello, el amoniaco se separa en hidrógeno y nitrógeno por medio de un cracker, y luego el H2 es utilizado en una pila de combustible de hidrógeno para producir electricidad que se utilizará en mover el vehiculo

Fundamentalmente las ventajas del uso de amoniaco serían tres:

• En primer lugar, NO se emite CO2. Al ser un elemento sin carbono, no se puede producir quimicamente la reacción para producir el dióxido de carbono
• En segundo lugar, la facilidad de uso. Por una parte, el amoniaco ya es el producto quimico más usado del planeta, se produce a gran escala y es fácilmente manejable en forma liquida a bajas presiones
• En tercer lugar, el precio puede ser competitivo con los carburantes tradicionales. Ya hoy en día el precio de producción del amoniaco ronda los 250 dólares por tonelada. Se prevé que la producción de un amoniaco verde, la producción de amoniaco requiere altas cantidades de energía, podría ser competitiva en precio con el resto de carburante.