Керамические подложки лежат в основе систем контроля выбросов автомобилей с момента появления этой технологии в начале 1970-х годов, когда компания Corning разработала синтетический кордиерит и матрицу для экструзии керамических сотовых подложек. Сотовые подложки заполнены тысячами крошечных параллельных каналов, открытых с каждого конца, что позволяет выхлопным газам автомобиля проходить через них. Эти каналы обеспечивают большую внутреннюю поверхность для поддержания каталитической активности. Когда подложка имеет размер примерно с банку из-под газировки, ее внутренняя поверхность (включая покрытие с большой площадью поверхности) имеет площадь, примерно равную размеру американского футбольного поля.
Эти субстраты выдерживают высокие температуры >1100°C (2000°F) и обладают исключительной термостойкостью (благодаря чему они выдерживают быстрое нагревание в морозные утра). Эти субстраты очень универсальны и могут использоваться с широким спектром каталитических составов для удаления загрязнений, вызванных бензином, дизельным топливом, природным газом, водородом и другими видами топлива.
Готовая подложка покрывается комбинацией соответствующих каталитических материалов, превращая ее в мини-химическую лабораторию и позволяя эффективно обрабатывать большие объемы выхлопных газов. При высоких температурах работающего двигателя выхлопные газы, такие как оксиды азота и оксид углерода, взаимодействуют с катализатором и преобразуются в безвредные азот и воду, а также в менее вредный диоксид углерода.
Первые коммерчески доступные керамические подложки имели низкую плотность ячеек (около 200 ячеек/дюйм²) и более толстые стенки (около 12 мил или 0,012 дюйма или 0,3 мм), а их объем примерно в четыре раза превышал рабочий объем двигателя (т.е. объем цилиндра двигателя). По мере развития материалов и технологий обработки стали возможны более высокая плотность ячеек, более тонкие стенки и более высокая пористость.
В современных среднестатистических американских бензиновых или гибридных седанах используются два или три катализатора для соответствия строгим американским стандартам выбросов газообразных веществ. Сразу за двигателем расположены плотно прилегающие друг к другу катализаторы с высокой плотностью ячеек, обеспечивающие большую геометрическую площадь поверхности, позволяющую катализатору осуществлять первоначальное преобразование газов. В нижней части кузова обычно используется катализатор с меньшей плотностью ячеек, способствующий очистке конечных выбросов.
Дата публикации: 12 июня 2026 г.