Keramikas substrāti ir bijuši mobilo transportlīdzekļu emisiju kontroles pamatā kopš šīs tehnoloģijas pirmsākumiem 20. gs. septiņdesmito gadu sākumā, kad Corning izstrādāja sintētisko kordierītu un keramikas šūnveida ekstrūzijas matricu. Šūnveida substrāti ir piepildīti ar tūkstošiem sīku, paralēlu kanālu, kas atvērti katrā galā, ļaujot transportlīdzekļa izplūdes gāzēm plūst cauri. Šie kanāli nodrošina lielu iekšējo virsmas laukumu, lai atbalstītu katalītisko aktivitāti. Kad substrāts ir aptuveni limonādes bundžas lielumā, tā iekšējās virsmas (ieskaitot mazgāšanas kārtu ar lielu virsmas laukumu) virsmas laukums ir aptuveni amerikāņu futbola laukuma lielumā.
Šie substrāti var izturēt augstu temperatūru >1100°C (2000°F) un ir ārkārtīgi izturīgi pret termisko triecienu (tāpēc tie pārdzīvo strauju uzkaršanu aukstos rītos). Šie substrāti ir ļoti pielāgojami un var pieņemt plašu katalizatoru formulu klāstu, lai novērstu piesārņojumu no benzīna, dīzeļdegvielas, dabasgāzes, ūdeņraža un citām degvielām.
Gatavā substrāta virsma ir pārklāta ar atbilstošu katalītisko materiālu kombināciju, kas to pārvērš par mini ķīmijas laboratoriju un ļauj efektīvi apstrādāt lielus izplūdes gāzu apjomus. Darbības laikā esoša dzinēja augstās temperatūrās izplūdes gāzes, piemēram, slāpekļa oksīdi un oglekļa monoksīds, nonāk katalizatorā un tiek pārvērstas nekaitīgā slāpeklī un ūdenī, kā arī mazāk kaitīgā oglekļa dioksīdā.
Pirmie komerciāli pieejamie keramikas substrāti bija ar zemu šūnu blīvumu (apmēram 200 šūnas/in²) ar biezākām sienām (apmēram 12 mil jeb 0,012 collas jeb 0,3 mm), un substrāta tilpums bija aptuveni četras reizes lielāks par motora darba tilpumu (t. i., motora cilindra tilpumu). Attīstoties materiālu un apstrādes tehnoloģijām, kļuva iespējams lielāks šūnu blīvums, plānākas sienas un lielāka porainība.
Mūsdienu vidējā ASV benzīna vai hibrīda sedanā darbojas divi vai trīs substrāti, lai atbilstu stingrajiem ASV gāzveida emisiju standartiem. Tūlīt pēc dzinēja cieši savienots(-i) substrāts(-i) ar augstu šūnu blīvumu nodrošina lielu ģeometrisko virsmas laukumu, lai katalizators varētu veikt sākotnējās gāzveida pārveidošanas. Zem grīdas parasti ir substrāts ar zemāku šūnu blīvumu, lai palīdzētu attīrīt galīgās emisijas.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 12. jūnijs