Substraturile ceramice au fost în centrul controlului emisiilor mobile încă de la apariția tehnologiei la începutul anilor 1970, când Corning a dezvoltat cordieritul sintetic și matrița pentru extrudarea ceramică în formă de fagure de miere. Substraturile în formă de fagure sunt umplute cu mii de canale mici, paralele, deschise la fiecare capăt, permițând gazelor de eșapament ale vehiculului să curgă prin ele. Aceste canale oferă o suprafață interioară mare pentru a susține activitatea catalitică. Când substratul are aproximativ dimensiunea unei cutii de suc, suprafața sa interioară (inclusiv stratul de acoperire cu suprafață mare) are o suprafață de aproximativ dimensiunea unui teren de fotbal american.
Aceste substraturi pot rezista la temperaturi ridicate >1100°C (2000°F) și sunt extrem de rezistente la șocuri termice (astfel încât supraviețuiesc încălzirilor rapide în diminețile geroase). Aceste substraturi sunt foarte adaptabile și pot accepta o mare varietate de formulări de catalizatori pentru a elimina poluarea provenită de la benzină, motorină, gaze naturale, hidrogen și alți combustibili.
Substratul finit este acoperit cu o combinație de materiale catalitice adecvate, care îl transformă într-un mini-laborator de chimie și permite tratarea eficientă a unor volume mari de gaze de eșapament. La temperaturi ridicate ale unui motor în funcțiune, gazele de eșapament, precum oxizii de azot și monoxidul de carbon, întâlnesc catalizatorul și sunt transformate în azot și apă inofensive și dioxid de carbon mai puțin dăunător.
Primele substraturi ceramice comerciale aveau o densitate celulară redusă (aproximativ 200 de celule/in²), cu pereți mai groși (aproximativ 12 mil sau 0,012” sau 0,3 mm), cu un volum al substratului de aproximativ patru ori mai mare decât cilindreea motorului (adică volumul cilindrului motorului). Pe măsură ce tehnologia materialelor și a procesării a progresat, au devenit posibile densități celulare mai mari, pereți mai subțiri și porozități mai mari.
Într-un sedan american obișnuit, pe benzină sau hibrid, există două sau trei substraturi care funcționează pentru a îndeplini standardele stricte de emisii gazoase din SUA. Încă de la motor, substratul (substraturile) cuplat(e) strâns cu densitate celulară mare oferă o suprafață geometrică mare pentru a permite catalizatorului să efectueze conversiile gazoase inițiale. În poziția de sub podea, există în general un substrat cu densitate celulară mai mică pentru a ajuta la curățarea emisiilor finale.
Data publicării: 12 iunie 2026