セラミック基板とは何ですか？

セラミック基板は、1970年代初頭にコーニング社が合成コーディエライトとセラミックハニカム押出成形用の金型を開発した時から、自動車排ガス制御技術の中核を担ってきました。ハニカム基板には、両端が開いた数千もの微細な平行チャネルが充填されており、車両の排気ガスが通過できるようになっています。これらのチャネルは、触媒活性を支える大きな内部表面積を提供します。基板がソーダ缶ほどの大きさの場合、その内部表面積（高表面積のウォッシュコートを含む）は、アメリカンフットボール場ほどの大きさになります。

これらの基材は1100℃（2000°F）を超える高温に耐えることができ、極めて高い耐熱衝撃性を備えています（そのため、極寒の朝の急激な加熱にも耐えることができます）。これらの基材は非常に汎用性が高く、ガソリン、ディーゼル、天然ガス、水素、その他の燃料からの汚染物質を除去するために、幅広い種類の触媒組成に対応できます。

完成した基材には、適切な触媒材料が複合的に塗布され、ミニ化学実験室のような働きをし、大量の排気ガスを効率的に処理することが可能になります。稼働中のエンジンの高温下では、窒素酸化物や一酸化炭素などの排気ガスが触媒に接触し、無害な窒素と水、そして比較的害の少ない二酸化炭素に変換されます。

初期の市販セラミック基板は、セル密度が低く（約200セル/平方インチ）、壁厚が厚く（約12ミル、0.012インチ、または0.3mm）、基板体積はエンジン排気量（すなわち、エンジンのシリンダー容積）の約4倍でした。材料および加工技術の進歩に伴い、より高いセル密度、より薄い壁、そしてより高い多孔性を実現できるようになりました。

今日の一般的な米国製ガソリン車またはハイブリッドセダンでは、厳しい米国の排ガス基準を満たすために、2つまたは3つの触媒基材が使用されています。エンジン直下には、高密度セルを持つ近接配置された触媒基材が、触媒が初期のガス状変換を行うための広い表面積を提供します。床下には、最終的な排ガス浄化を補助するために、一般的にセル密度の低い触媒基材が配置されています。