세라믹 기판은 1970년대 초 코닝이 합성 코디어라이트와 세라믹 허니콤 압출용 금형을 개발하면서 자동차 배기가스 제어 기술의 핵심이 되었습니다. 허니콤 기판은 양쪽 끝이 열려 있는 수천 개의 미세하고 평행한 채널로 채워져 있어 차량의 배기가스가 흐를 수 있도록 설계되었습니다. 이 채널들은 촉매 작용을 위한 넓은 내부 표면적을 제공합니다. 기판의 크기가 탄산음료 캔 정도일 때, 내부 표면적(넓은 표면적을 가진 워시코트 포함)은 미식축구 경기장 크기와 맞먹는 면적을 갖습니다.
이러한 기판은 1100°C(2000°F) 이상의 고온을 견딜 수 있으며 열충격에 대한 저항성이 매우 뛰어납니다(따라서 추운 아침에 급격한 온도 상승에도 견딜 수 있습니다). 또한, 이러한 기판은 매우 다양한 용도로 활용 가능하며 휘발유, 디젤, 천연가스, 수소 및 기타 연료에서 발생하는 오염 물질을 제거하기 위해 다양한 촉매 조성물을 적용할 수 있습니다.
완성된 기판은 적절한 촉매 물질의 조합으로 코팅되어 마치 소형 화학 실험실처럼 기능하며, 대량의 배기가스를 효율적으로 처리할 수 있게 됩니다. 엔진 작동 중 고온에서 질소산화물과 일산화탄소 같은 배기가스는 촉매와 만나 무해한 질소와 물, 그리고 상대적으로 덜 유해한 이산화탄소로 변환됩니다.
초창기 상용 세라믹 기판은 셀 밀도가 낮고(약 200셀/제곱인치) 벽 두께가 두꺼웠으며(약 12밀 또는 0.012인치 또는 0.3mm), 기판 부피는 엔진 배기량(즉, 엔진 실린더 부피)의 약 4배에 달했습니다. 재료 및 가공 기술이 발전함에 따라 더 높은 셀 밀도, 더 얇은 벽, 그리고 더 높은 다공성을 구현할 수 있게 되었습니다.
오늘날 미국에서 판매되는 일반적인 가솔린 또는 하이브리드 세단에는 엄격한 미국 배기가스 배출 기준을 충족하기 위해 두세 가지 촉매층이 작동합니다. 엔진 바로 옆에는 높은 셀 밀도를 가진 촉매층이 밀착되어 넓은 표면적을 제공함으로써 초기 가스 변환 반응을 촉진합니다. 차체 하부에는 일반적으로 셀 밀도가 낮은 촉매층이 최종 배출가스를 정화하는 역할을 합니다.
게시 시간: 2026년 6월 12일