Keramické substráty jsou srdcem kontroly emisí z mobilních zařízení od samého začátku této technologie na začátku 70. let 20. století, kdy společnost Corning vyvinula syntetický kordierit a matricu pro extruzi keramické voštiny. Voštinové substráty jsou vyplněny tisíci drobných, rovnoběžných kanálků otevřených na obou koncích, které umožňují průtok výfukových plynů z vozidla. Tyto kanálky poskytují velký vnitřní povrch pro podporu katalytické aktivity. Pokud má substrát velikost plechovky od limonády, má jeho vnitřní povrch (včetně nátěru s vysokou povrchovou plochou) plochu přibližně o velikosti hřiště amerického fotbalu.
Tyto substráty odolávají vysokým teplotám >1100 °C (2000 °F) a jsou extrémně odolné vůči tepelným šokům (takže přežijí rychlé zahřátí za mrazivých rán). Jsou velmi přizpůsobivé a mohou akceptovat širokou škálu katalytických formulací pro eliminaci znečištění z benzinu, nafty, zemního plynu, vodíku a dalších paliv.
Hotový substrát je potažen kombinací vhodných katalytických materiálů, které z něj dělají mini chemickou laboratoř a umožňují efektivní čištění velkých objemů výfukových plynů. Při vysokých teplotách pracujícího motoru se výfukové plyny, jako jsou oxidy dusíku a oxid uhelnatý, setkávají s katalyzátorem a přeměňují se na neškodný dusík a vodu a méně škodlivý oxid uhličitý.
První komerční keramické substráty měly nízkou hustotu buněk (asi 200 buněk/palec²) se silnějšími stěnami (asi 12 mil neboli 0,012” neboli 0,3 mm) s objemem substrátu přibližně čtyřnásobkem zdvihového objemu motoru (tj. objemu válce motoru). S pokrokem materiálové a zpracovatelské technologie se staly možnými vyšší hustoty buněk, tenčí stěny a vyšší poréznost.
V dnešním průměrném americkém sedanu s benzínovým nebo hybridním motorem pracují dva nebo tři substráty, aby splňovaly přísné americké normy pro emise plynných látek. Hned u motoru se nacházejí substráty s vysokou hustotou buněk, které poskytují velký geometrický povrch, aby katalyzátor mohl provádět počáteční přeměny plynných látek. V poloze pod podlahou je obvykle substrát s nižší hustotou buněk, který pomáhá čistit konečné emise.
Čas zveřejnění: 12. června 2026