Keramiske substrater har vært kjernen i mobil utslippskontroll siden teknologiens begynnelse tidlig på 1970-tallet, da Corning utviklet syntetisk kordieritt og formen for keramisk bikakeekstrudering. Bikakesubstratene er fylt med tusenvis av små, parallelle kanaler som er åpne i hver ende, slik at kjøretøyets eksos kan strømme gjennom. Disse kanalene gir et stort indre overflateareal for å støtte katalytisk aktivitet. Når substratet er omtrent på størrelse med en brusboks, har den indre overflaten (inkludert det høye overflatearealet) et overflateareal på omtrent størrelse med en amerikansk fotballbane.
Disse substratene tåler høye temperaturer >1100 °C (2000 °F) og er ekstremt motstandsdyktige mot termisk sjokk (slik at de overlever rask oppvarming på iskalde morgener). Disse substratene er svært tilpasningsdyktige og kan akseptere et bredt utvalg av katalysatorformuleringer for å eliminere forurensning fra bensin, diesel, naturgass, hydrogen og andre drivstoff.
Det ferdige underlaget er belagt med en kombinasjon av passende katalytiske materialer som gjør det om til et mini-kjemilaboratorium og gjør det mulig å behandle store mengder eksos effektivt. Ved høye temperaturer i en motor i drift møter eksosgasser som nitrogenoksider og karbonmonoksid katalysatoren og omdannes til ufarlig nitrogen og vann og mindre skadelig karbondioksid.
De første kommersielle keramiske substratene hadde lav celletetthet (omtrent 200 celler/in²) med tykkere vegger (omtrent 12 mil eller 0,012 tommer eller 0,3 mm) med et substratvolum omtrent fire ganger motorens slagvolum (dvs. motorens sylindervolum). Etter hvert som material- og prosesseringsteknologien utviklet seg, ble høyere celletettheter, tynnere vegger og høyere porøsiteter mulige.
I dagens gjennomsnittlige amerikanske bensin- eller hybridsedan er det to eller tre substrater i arbeid for å oppfylle strenge amerikanske standarder for gassutslipp. Rett utenfor motoren gir tettkoblede substrater med høy celletetthet mye geometrisk overflateareal slik at katalysatoren kan utføre de første gasskonverteringene. I gulvposisjon er det vanligvis et substrat med lavere celletetthet for å bidra til å rense opp de endelige utslippene.
Publisert: 12. juni 2026