Substrat keramik telah menjadi inti dari pengendalian emisi kendaraan bermotor sejak awal teknologi ini pada awal tahun 1970-an ketika Corning mengembangkan kordierit sintetis dan cetakan untuk ekstrusi sarang lebah keramik. Substrat sarang lebah diisi dengan ribuan saluran kecil paralel yang terbuka di setiap ujungnya, memungkinkan gas buang kendaraan mengalir melewatinya. Saluran-saluran ini menyediakan area permukaan interior yang besar untuk mendukung aktivitas katalitik. Ketika substrat berukuran sekitar sebesar kaleng soda, permukaan interiornya (termasuk lapisan pelapis dengan area permukaan tinggi) memiliki area permukaan sekitar sebesar lapangan sepak bola Amerika.
Substrat ini dapat menahan suhu tinggi >1100°C (2000°F) dan sangat tahan terhadap guncangan termal (sehingga dapat bertahan terhadap pemanasan cepat di pagi hari yang sangat dingin). Substrat ini sangat mudah beradaptasi dan dapat menerima berbagai macam formulasi katalis untuk menghilangkan polusi dari bensin, diesel, gas alam, hidrogen, dan bahan bakar lainnya.
Substrat yang telah selesai dilapisi dengan kombinasi bahan katalitik yang sesuai, yang mengubahnya menjadi laboratorium kimia mini dan memungkinkan volume besar gas buang untuk diolah secara efisien. Pada suhu tinggi mesin yang beroperasi, gas buang seperti nitrogen oksida dan karbon monoksida bertemu dengan katalis dan diubah menjadi nitrogen dan air yang tidak berbahaya serta karbon dioksida yang kurang berbahaya.
Substrat keramik komersial pertama memiliki kepadatan sel rendah (sekitar 200 sel/in2) dengan dinding yang lebih tebal (sekitar 12 mil atau 0,012” atau 0,3 mm) dengan volume substrat sekitar empat kali lipat dari volume silinder mesin. Seiring kemajuan teknologi material dan pemrosesan, kepadatan sel yang lebih tinggi, dinding yang lebih tipis, dan porositas yang lebih tinggi menjadi mungkin.
Pada sedan bensin atau hibrida rata-rata di AS saat ini, terdapat dua atau tiga substrat yang bekerja untuk memenuhi standar emisi gas AS yang ketat. Tepat di luar mesin, substrat yang terpasang rapat dengan kepadatan sel tinggi menyediakan banyak area permukaan geometris untuk memungkinkan katalis melakukan konversi gas awal. Di posisi bawah lantai, umumnya terdapat substrat dengan kepadatan sel yang lebih rendah untuk membantu membersihkan emisi akhir.
Waktu posting: 12 Juni 2026