زیرلایههای سرامیکی از زمان آغاز این فناوری در اوایل دهه ۱۹۷۰، زمانی که شرکت کورنینگ کوردیریت مصنوعی و قالب اکستروژن لانه زنبوری سرامیکی را توسعه داد، در قلب کنترل انتشار گازهای گلخانهای در خودروهای برقی قرار داشتهاند. زیرلایههای لانه زنبوری با هزاران کانال کوچک و موازی که در هر انتها باز هستند پر شدهاند و به اگزوز خودرو اجازه میدهند از میان آنها جریان یابد. این کانالها سطح داخلی بزرگی را برای پشتیبانی از فعالیت کاتالیزوری فراهم میکنند. وقتی زیرلایه تقریباً به اندازه یک قوطی نوشابه باشد، سطح داخلی آن (شامل روکش با سطح بالا) مساحتی در حدود یک زمین فوتبال آمریکایی دارد.
این زیرلایهها میتوانند دماهای بالای ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد (۲۰۰۰ درجه فارنهایت) را تحمل کنند و در برابر شوک حرارتی بسیار مقاوم هستند (به طوری که در صبحهای بسیار سرد، در برابر افزایش سریع دما مقاوم هستند). این زیرلایهها بسیار سازگار هستند و میتوانند طیف گستردهای از فرمولاسیونهای کاتالیزور را برای از بین بردن آلودگی ناشی از بنزین، گازوئیل، گاز طبیعی، هیدروژن و سایر سوختها بپذیرند.
زیرلایه تکمیلشده با ترکیبی از مواد کاتالیزوری مناسب پوشانده شده است که آن را به یک آزمایشگاه شیمی کوچک تبدیل میکند و امکان تصفیه مؤثر حجم زیادی از گازهای خروجی را فراهم میکند. در دماهای بالای یک موتور عملیاتی، گازهای خروجی مانند اکسیدهای نیتروژن و مونوکسید کربن با کاتالیزور برخورد کرده و به نیتروژن و آب بیضرر و دیاکسید کربن کمضرر تبدیل میشوند.
اولین زیرلایههای سرامیکی تجاری، چگالی سلولی پایین (حدود ۲۰۰ سلول در اینچ مربع) با دیوارههای ضخیمتر (حدود ۱۲ میل یا ۰.۰۱۲ اینچ یا ۰.۳ میلیمتر) با حجم زیرلایه حدود چهار برابر حجم موتور (یعنی حجم سیلندر موتور) بودند. با پیشرفت فناوری مواد و پردازش، چگالی سلولی بالاتر، دیوارههای نازکتر و تخلخلهای بالاتر امکانپذیر شد.
در خودروهای بنزینی یا هیبریدی امروزی در ایالات متحده، دو یا سه زیرلایه برای رعایت استانداردهای سختگیرانه انتشار گازهای گلخانهای ایالات متحده وجود دارد. درست پس از خروج از موتور، زیرلایه(های) کوپل شده نزدیک به هم با چگالی سلولی بالا، مساحت سطح هندسی زیادی را فراهم میکنند تا کاتالیزور بتواند تبدیلهای گازی اولیه را انجام دهد. در موقعیت زیر کف، معمولاً یک زیرلایه با چگالی سلولی پایینتر وجود دارد تا به پاکسازی انتشار گازهای گلخانهای نهایی کمک کند.
زمان ارسال: ۱۲ ژوئن ۲۰۲۶