Podłoża ceramiczne stanowią podstawę kontroli emisji spalin w pojazdach od początków tej technologii na początku lat 70. XX wieku, kiedy to firma Corning opracowała syntetyczny kordieryt i matrycę do wytłaczania ceramicznych struktur plastra miodu. Podłoża o strukturze plastra miodu są wypełnione tysiącami maleńkich, równoległych kanalików otwartych na obu końcach, umożliwiających przepływ spalin. Kanaliki te zapewniają dużą powierzchnię wewnętrzną, wspierającą aktywność katalityczną. Gdy podłoże ma wielkość puszki po napoju gazowanym, jego powierzchnia wewnętrzna (wliczając w to warstwę o dużej powierzchni) ma powierzchnię równą mniej więcej wielkości boiska do futbolu amerykańskiego.
Podłoża te wytrzymują wysokie temperatury >1100°C (2000°F) i są wyjątkowo odporne na szok termiczny (dzięki czemu przetrwają gwałtowne nagrzewanie w mroźne poranki). Podłoża te są bardzo elastyczne i mogą współpracować z szeroką gamą formuł katalizatorów, eliminując zanieczyszczenia pochodzące z benzyny, oleju napędowego, gazu ziemnego, wodoru i innych paliw.
Gotowe podłoże jest pokrywane kombinacją odpowiednich materiałów katalitycznych, które zamieniają je w miniaturowe laboratorium chemiczne i umożliwiają efektywne oczyszczanie dużych ilości spalin. W wysokich temperaturach pracującego silnika spaliny, takie jak tlenki azotu i tlenek węgla, stykają się z katalizatorem i są przekształcane w nieszkodliwy azot i wodę oraz mniej szkodliwy dwutlenek węgla.
Pierwsze komercyjne podłoża ceramiczne charakteryzowały się niską gęstością komórek (około 200 komórek/cal²) i grubszymi ściankami (około 12 mil lub 0,012” lub 0,3 mm) oraz objętością podłoża około czterokrotnie większą niż pojemność skokowa silnika (tj. objętość cylindra silnika). Wraz z postępem w technologii materiałów i przetwarzania możliwe stało się uzyskanie wyższych gęstości komórek, cieńszych ścianek i większej porowatości.
W dzisiejszym przeciętnym amerykańskim sedanie benzynowym lub hybrydowym, aby spełnić surowe amerykańskie normy emisji spalin, stosuje się dwa lub trzy substraty. Tuż po wyjęciu z silnika, blisko sprzężone substraty o wysokiej gęstości komórek zapewniają dużą powierzchnię geometryczną, umożliwiając katalizatorowi przeprowadzenie wstępnej konwersji spalin. W układzie podpodłogowym zazwyczaj stosuje się substrat o niższej gęstości komórek, który pomaga w redukcji emisji spalin.
Czas publikacji: 12 czerwca 2026 r.