Perpustakaan Digital ITB

Amonia (NH3) merupakan bahan bakar bebas karbon yang sangat menjanjikan, namun penerapannya secara praktis terhambat oleh reaktivitas pembakaran yang rendah dan tingginya emisi nitrogen oksida (NO). Meskipun pencampuran dengan hidrogen (H2) meningkatkan reaktivitas, penambahan larutan hidrogen peroksida (H2O2) sebagai agen peningkat oksidator dihipotesiskan dapat mengubah jalur kimiawi secara lebih lanjut. Namun, data eksperimental mengenai konfigurasi ini masih sangat terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi efek fraksi substitusi larutan H2O2 (?) terhadap batas stabilitas pembakaran, struktur nyala api, dan emisi gas buang NO pada nyala api difusi NH3/H2. Penelitian ini menggunakan pendekatan gabungan antara eksperimen dan komputasi. Eksperimen fisik dilakukan pada pembakar coflow koaksial atmosferik dengan memvariasikan fraksi ? (0%, 5%, 10%, 20%) dan laju aliran oksidator (2, 4, 6 LPM). Hasil menunjukkan bahwa peningkatan ? mempersempit batas stabilitas, menurunkan kecepatan blowout bahan bakar hingga 43,5% pada 6 LPM. Untuk melengkapi pengamatan eksperimental, simulasi nyala api difusi counterflow satu dimensi dilakukan menggunakan Cantera dengan mekanisme kinetika Otomo. Analisis numerik ini bertujuan untuk memahami perilaku nyala api pada zona reaksi utama. Perbandingan numerik terkontrol mengonfirmasi bahwa keberadaan H2O, bukan penurunan kadar O2 oksidator yang menyertainya, merupakan faktor dominan yang menyebabkan destabilisasi ini, dengan kontribusi yang lebih besar terhadap penurunan suhu puncak maupun penyempitan batas ekstingsi. Luminositas nyala api menunjukkan tren non-monotonik, memuncak pada ? = 5% sebelum meredup pada fraksi yang lebih tinggi akibat penurunan suhu puncak api. Selanjutnya, konsentrasi emisi NO eksperimental menurun secara monoton hingga 58,3% pada ? yang lebih tinggi. Analisis laju produksi (ROP) dan pengamatan mengungkapkan bahwa penurunan NO global ini utamanya didorong oleh pendinginan termal makroskopis, singkatnya waktu tinggal aliran (residence time), serta mekanisme reburning pada zona hilir api (post-flame) yang difasilitasi oleh sisa amonia yang tidak terbakar (ammonia slip).