Ganesh Duraisamy
Établissement d'origine
College of Engineering - Guindy Campus, Anna University - IN
Laboratoire d'accueil
PRISME / INSA Centre Val de Loire, Université d' Orléans - FR
Hôte Scientifique
Christine Rousselle
PROJET
Potentiel des carburants zéro et à faible teneur en carbone dans les moteurs à combustion propre à haut rendement
Récemment, l’ammoniac (NH3) a attiré l’attention en tant que carburant sans carbone pour les applications de moteurs non routiers et marins. La technologie de combustion NH3 doit être établie dans les moteurs à combustion interne (ICE) pour utiliser le NH3 comme carburant dans les moteurs non routiers et marins. Cependant, la combustion de NH3 dans les moteurs à combustion interne présente plusieurs défis tels que la difficulté à s’allumer, la cinétique chimique lente, des oxydes d’azote (NOx) plus élevés et des émissions d’ammoniac imbrûlé par rapport à la combustion de combustibles fossiles conventionnels.
En particulier, le protoxyde d’azote (N2O), qui a un potentiel de réchauffement planétaire plus élevé que le CO2, doit être traité avec soin. Pour atténuer les problèmes susmentionnés, un mode de combustion à allumage par compression contrôlé (RCCI) à réactivité nulle et à faible teneur en carbone serait adopté dans cette étude. Pour ce projet, le NH3 et l’éther diméthylique (DME) ont été proposés comme carburants à faible et à haute réactivité, respectivement. L’utilisation du NH 3/DME en tant que double carburant et l’adoption de stratégies intelligentes d’injection de carburant permettraient de brûler efficacement le NH3.
Le NH3 et le DME ont tous deux une pression de liquéfaction plus faible, de sorte que les deux carburants peuvent être injectés dans les phases gazeuse et liquide aux courses d’admission et de compression pour créer la stratification de réactivité requise du carburant. Différentes stratégies de stratification de la réactivité du combustible mmoniacal sont proposées pour étudier expérimentalement son mélange ainsi que son processus de combustion dans un moteur optique et à allumage par compression (IC). En étudiant le processus de mélange et de combustion du NH3/DME-air, on choisirait la stratégie de stratification de la réactivité du combustible NH3 la mieux adaptée. Avec la stratégie de stratification NH3 choisie, des expériences seront effectuées sur un moteur à allumage par compression modifié monocylindre non routier commercial pour une étude détaillée de la combustion, des performances et des émissions.
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Publications
Final reports
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Achieving the European Green Deal objectives and global net-zero targets requires rapid decarbonization of the transport sector, which remains a significant source of greenhouse gas emissions. While electrification is expanding, long vehicle lifecycles and infrastructure limitations necessitate complementary low-carbon solutions that can be integrated into existing engine platforms. Ammonia (NH₃) is emerging as a strategic zero-carbon energy carrier because it contains no carbon, can be produced from renewable electricity, and benefits from established global storage and distribution infrastructure. However, its slow ignition and poor combustion reactivity limit direct application in internal combustion engines. This research evaluates the use of small quantities of dimethyl ether (DME) as an ignition promoter to enable stable and efficient ammonia combustion under multiple operating modes. The results demonstrate that minimal DME addition significantly enhances ignition reliability, combustion stability, and efficiency while maintaining low carbon emissions. By enabling the use of ammonia in existing engine technologies, this work supports near-term emission reduction strategies, strengthens energy security by reducing fossil fuel dependence, and contributes to Indo-French scientific collaboration aligned with European climate and innovation policies. |