O transporte marítimo internacional movimenta anualmente mais de 80% do volume do comércio global e emite cerca de mil milhões de toneladas de gases com efeito de estufa. Perante a meta de zero emissões líquidas da Organização Marítima Internacional para 2050, o amoníaco, por não conter carbono e ser fácil de liquefazer e transportar, tornou-se um combustível alternativo que desperta grande atenção. No entanto, defeitos como a combustão lenta e a difícil ignição do amoníaco, juntamente com a dificuldade real do armazenamento de hidrogénio exigir temperaturas ultrabaixas de -253°C ou compressão de alta pressão, têm limitado a longo prazo o desenvolvimento de sistemas de propulsão naval com zero emissões de carbono.

Uma equipa do Departamento de Engenharia Mecânica da Faculdade de Design e Engenharia da Universidade Nacional de Singapura, liderada pelo Professor Associado Yang Wenming e pela Investigadora Sénior Doutora Zhou Xinyi, publicou na revista Joule um conceito de motor a amoníaco-hidrogénio com reforma no interior do cilindro. Esta solução faz com que um cilindro de um motor multicilíndrico utilize uma mistura de combustível rica em amoníaco, decompondo parte do amoníaco em hidrogénio sob a alta temperatura e pressão da combustão, e depois recircula os gases de escape ricos em hidrogénio para os outros cilindros, aumentando assim a eficiência da combustão — todo o processo requer apenas um único abastecimento de amoníaco, sem necessidade de transportar um depósito de hidrogénio separado.

Para manter a estabilidade da combustão, a equipa introduziu um sistema de ignição por pré-câmara ativa. A Doutora Zhou Xinyi afirmou: "A integração da tecnologia de pré-câmara ativa pode expandir o limite de mistura rica em amoníaco na câmara principal, aumentando a produção total de hidrogénio." Experiências e simulações preliminares mostram que este método de reforma no interior do cilindro, ao mesmo tempo que melhora a eficiência térmica, pode reduzir as emissões de amoníaco não queimado e diminuir significativamente a formação de óxido nitroso, que tem um efeito de estufa cerca de 273 vezes superior.

O Professor Associado Yang Wenming acrescentou: "Este conceito simplifica o sistema, sem necessidade de reformadores volumosos, sem catalisadores caros e com menos perdas de energia." A investigação também descobriu que o aumento de eficiência tende a estabilizar quando a proporção de hidrogénio excede cerca de 12% da entrada de energia do motor. A equipa planeia construir o primeiro protótipo de motor com recirculação de gases de reforma no interior do cilindro com o apoio da Academia Marítima de Singapura, e validar esta via técnica de motor naval a amoníaco em demonstrações laboratoriais e em navios reais.