Os substratos cerâmicos têm sido fundamentais para o controle de emissões veiculares desde o início da tecnologia, no começo da década de 1970, quando a Corning desenvolveu a cordierita sintética e o molde para extrusão de favo de mel cerâmico. Os substratos em favo de mel são preenchidos com milhares de minúsculos canais paralelos abertos em cada extremidade, permitindo a passagem dos gases de escape do veículo. Esses canais proporcionam uma grande área de superfície interna para suportar a atividade catalítica. Quando o substrato tem aproximadamente o tamanho de uma lata de refrigerante, sua superfície interna (incluindo a camada de revestimento de alta área superficial) possui uma área aproximadamente do tamanho de um campo de futebol americano.
Esses substratos podem suportar altas temperaturas acima de 1100 °C (2000 °F) e são extremamente resistentes ao choque térmico (sobrevivendo a aquecimentos rápidos em manhãs frias). São muito adaptáveis e podem receber uma ampla variedade de formulações de catalisadores para eliminar a poluição proveniente de gasolina, diesel, gás natural, hidrogênio e outros combustíveis.
O substrato finalizado é revestido com uma combinação de materiais catalíticos apropriados, transformando-o em um mini laboratório de química e permitindo o tratamento eficiente de grandes volumes de gases de escape. Em altas temperaturas de um motor em funcionamento, gases de escape como óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono encontram o catalisador e são convertidos em nitrogênio e água inofensivos, além de dióxido de carbono, menos nocivo.
Os primeiros substratos cerâmicos comerciais apresentavam baixa densidade celular (cerca de 200 células/pol²) com paredes mais espessas (cerca de 12 milésimos de polegada ou 0,012 polegadas ou 0,3 mm) e um volume de substrato aproximadamente quatro vezes maior que a cilindrada do motor (ou seja, o volume do cilindro do motor). Com o avanço das tecnologias de materiais e processamento, tornou-se possível obter densidades celulares mais elevadas, paredes mais finas e porosidades maiores.
Nos sedãs a gasolina ou híbridos americanos atuais, dois ou três substratos atuam em conjunto para atender aos rigorosos padrões de emissões gasosas dos EUA. Logo após o motor, um ou mais substratos acoplados de alta densidade celular proporcionam uma grande área de superfície geométrica, permitindo que o catalisador realize as conversões gasosas iniciais. Na posição sob o assoalho, geralmente há um substrato com menor densidade celular para auxiliar na purificação das emissões finais.
Data da publicação: 12/06/2026