Keramiske substrater har været kernen i mobil emissionskontrol siden teknologiens begyndelse i begyndelsen af 1970'erne, hvor Corning udviklede syntetisk cordierit og matricen til keramisk bikageekstrudering. Bikagesubstraterne er fyldt med tusindvis af små, parallelle kanaler, der er åbne i hver ende, hvilket tillader køretøjets udstødning at strømme igennem. Disse kanaler giver et stort indvendigt overfladeareal til at understøtte katalytisk aktivitet. Når substratet er omtrent på størrelse med en sodavandsdåse, har dets indvendige overflade (inklusive washcoaten med høj overflade) et overfladeareal på størrelse med en amerikansk fodboldbane.
Disse substrater kan modstå høje temperaturer >1100°C (2000°F) og er ekstremt modstandsdygtige over for termisk chok (så de overlever hurtige opvarmninger på kolde morgener). Disse substrater er meget tilpasningsdygtige og kan acceptere en bred vifte af katalysatorformuleringer for at eliminere forurening fra benzin, diesel, naturgas, brint og andre brændstoffer.
Det færdige substrat er belagt med en kombination af de passende katalytiske materialer, der forvandler det til et mini-kemilaboratorium og muliggør effektiv behandling af store mængder udstødning. Ved høje temperaturer i en fungerende motor møder udstødningsgasser som nitrogenoxider og kulilte katalysatoren og omdannes til harmløst nitrogen og vand og mindre skadeligt kuldioxid.
De første kommercielle keramiske substrater havde lav celletæthed (ca. 200 celler/in²) med tykkere vægge (ca. 12 mil eller 0,012" eller 0,3 mm) og et substratvolumen på omkring fire gange motorens slagvolumen (dvs. motorens cylindervolumen). Efterhånden som materiale- og forarbejdningsteknologien skred frem, blev højere celletætheder, tyndere vægge og højere porøsiteter mulige.
I dagens gennemsnitlige amerikanske benzin- eller hybridsedan er der to eller tre substrater i spil for at opfylde strenge amerikanske standarder for gasformige emissioner. Lige uden for motoren giver tætkoblede substrater med høj celletæthed et stort geometrisk overfladeareal, der giver katalysatoren mulighed for at udføre de indledende gasformige omdannelser. I undergulvspositionen er der generelt et substrat med lavere celletæthed, der hjælper med at rense de endelige emissioner.
Opslagstidspunkt: 12. juni 2026