Os substratos cerámicos estiveron no corazón do control de emisións móbiles desde o comezo da tecnoloxía a principios da década de 1970, cando Corning desenvolveu a cordierita sintética e a matriz para a extrusión de panal de abella de cerámica. Os substratos de panal de abella están cheos de miles de pequenos canais paralelos abertos en cada extremo, o que permite que o escape do vehículo flúa a través deles. Estes canais proporcionan unha gran superficie interior para soportar a actividade catalítica. Cando o substrato ten aproximadamente o tamaño dunha lata de refresco, a súa superficie interior (incluída a capa de lavado de alta superficie) ten unha superficie aproximadamente do tamaño dun campo de fútbol americano.
Estes substratos poden soportar altas temperaturas >1100 °C (2000 °F) e son extremadamente resistentes aos choques térmicos (de xeito que sobreviven a quecementos rápidos en mañás frías). Estes substratos son moi adaptables e poden aceptar unha ampla variedade de formulacións de catalizadores para eliminar a contaminación da gasolina, o diésel, o gas natural, o hidróxeno e outros combustibles.
O substrato rematado está revestido cunha combinación dos materiais catalíticos axeitados que o converten nun minilaboratorio químico e permiten tratar de forma eficiente grandes volumes de gases de escape. A altas temperaturas dun motor en funcionamento, os gases de escape como os óxidos de nitróxeno e o monóxido de carbono encóntranse co catalizador e convértense en nitróxeno e auga inofensivos e en dióxido de carbono menos nocivo.
Os primeiros substratos cerámicos comerciais tiñan unha baixa densidade celular (uns 200 células/polgada ²) con paredes máis grosas (uns 12 mil ou 0,012 polgadas ou 0,3 mm) e un volume de substrato aproximadamente catro veces maior que a cilindrada do motor (é dicir, o volume do cilindro do motor). A medida que a tecnoloxía de materiais e procesamento progresaba, fixéronse posibles maiores densidades celulares, paredes máis delgadas e porosidades máis altas.
Nun sedán medio de gasolina ou híbrido dos Estados Unidos actuais, hai dous ou tres substratos en funcionamento para cumprir cos estritos estándares de emisións gasosas dos Estados Unidos. Nada máis saír do motor, os substratos acoplados de forma pechada con alta densidade celular proporcionan moita área de superficie xeométrica para permitir que o catalizador realice as conversións gasosas iniciais. Na posición debaixo do chan, xeralmente hai un substrato de menor densidade celular para axudar a limpar as emisións finais.
Data de publicación: 12 de xuño de 2026