Konverter katalitik merupakan komponen penting dalam kendaraan modern, yang dirancang untuk mengurangi emisi berbahaya dengan mengubah gas beracun menjadi zat yang kurang berbahaya. Namun, bagaimana perangkat penting ini sebenarnya diproduksi? Prosesnya melibatkan beberapa langkah presisi — mulai dari persiapan substrat, pengaplikasian lapisan pembersih, pengimpregasian logam katalis, hingga akhirnya pengemasan unit ke dalam cangkang bajanya. Setiap tahap krusial untuk memastikan kinerja, daya tahan, dan kepatuhan terhadap standar emisi global.
Dalam artikel ini, kami akan menguraikan proses produksi langkah demi langkah.
Langkah 1: Persiapan Substrat
Di inti setiap konverter katalitik adalah substratnya, biasanya terbuat dari bahan keramik (kordierit) atau logam (foil baja tahan karat). Substrat ini berbentuk seperti sarang lebah, dengan ratusan saluran kecil yang memaksimalkan luas permukaan sekaligus memungkinkan gas buang melewatinya dengan hambatan minimal.
Poin-poin utama:
- Substrat keramik ringan, tahan panas, dan hemat biaya.
- Substrat logam menawarkan kekuatan yang lebih tinggi, waktu pemadaman yang lebih cepat, dan dapat menahan guncangan termal dengan lebih baik.
- Struktur sarang lebah dirancang dengan cermat untuk menyeimbangkan kekuatan, aliran, dan efisiensi katalitik.
| Aspek | Rincian |
| Bahan | Cordierite (keramik), Fecralloy (logam) |
| Membentuk | Sarang lebah, silinder |
| Fungsi | Menyediakan area permukaan yang besar untuk pelapisan katalitik dan aliran gas |
| Properti | Stabilitas termal tinggi, penurunan tekanan rendah, ringan |
Langkah 2: Aplikasi Washcoat
Substrat mentah saja tidak dapat mengkatalisis reaksi secara efektif. Di sinilah peran washcoat.
- Lapisan pencuci biasanya terbuat dari alumina (Al₂O₃) dicampur dengan oksida lain seperti ceria (CeO₂) dan zirkonia (ZrO₂).
- Fungsinya adalah untuk meningkatkan luas permukaan secara dramatis — menyediakan lebih banyak ruang untuk reaksi katalitik.
- Lapisan pencuci diaplikasikan sebagai bubur, kemudian dikeringkan dan dikalsinasi (dipanaskan pada suhu tinggi) untuk membentuk permukaan berpori dan kasar di dalam saluran sarang lebah.
Tahap ini sangat penting: lapisan pembersih yang diaplikasikan dengan baik memastikan daya rekat yang lebih baik dan pemuatan katalis yang lebih tinggi.
| Melangkah | Keterangan |
| Bahan | Aluminium oksida (Al₂O₃), titanium dioksida (TiO₂), silikon dioksida (SiO₂) |
| Aplikasi | Bubur pelapis diaplikasikan dengan cara dicelupkan atau disemprotkan |
| Tujuan | Meningkatkan luas permukaan dan memberikan adhesi untuk katalis |
| Pengeringan | Dipanaskan dalam oven untuk menghilangkan kelembaban dan memadatkan lapisan |
Langkah 3: Impregnasi dengan Logam Mulia
Setelah lapisan pelapis diaplikasikan, substrat diresapi dengan bahan katalitik aktif — biasanya platinum (Pt), paladium (Pd), dan rhodium (Rh).
- Platinum (Pt): Efisien dalam mengoksidasi karbon monoksida (CO) dan hidrokarbon (HC).
- Paladium (Pd): Terutama digunakan untuk oksidasi hidrokarbon dan CO.
- Rhodium (Rh): Terbaik untuk mengurangi nitrogen oksida (NOx).
Logam mulia didispersikan dalam larutan cair dan diaplikasikan pada substrat yang telah dilapisi. Setelah impregnasi, substrat kembali mengalami pembakaran suhu tinggi, yang membantu logam-logam tersebut melekat erat pada tempatnya.
Langkah ini merupakan langkah yang paling memakan biaya, karena logamnya langka dan mahal. Kontrol yang presisi memastikan distribusi yang merata dan aktivitas katalitik yang maksimal dengan limbah yang minimal.
| Aspek | Rincian |
| Logam yang Digunakan | Platina (Pt), Paladium (Pd), Rhodium (Rh) |
| Metode | Perendaman dalam larutan logam, lalu dikeringkan |
| Tujuan | Katalis mengubah CO, HC, NOx menjadi gas yang kurang berbahaya |
| Kontrol Kualitas | Beban logam diukur untuk keseragaman |
Langkah 4: Pengalengan (Perakitan Konverter)
Setelah substrat sepenuhnya disiapkan dengan lapisan pencuci dan katalis, substrat tersebut perlu ditempatkan di dalam selubung pelindung — suatu proses yang disebut pengalengan.
Pengalengan melibatkan penempatan substrat di dalam cangkang baja tahan karat. Alas atau lapisan isolasi (terbuat dari bahan intumescent) dililitkan di sekitar substrat untuk meredamnya, menyerap getaran, dan menyediakan isolasi termal. Cangkang tersebut kemudian dilas atau dikunci secara mekanis untuk membentuk unit yang tertutup rapat. Kerucut saluran masuk dan keluar ditambahkan, yang memungkinkan konverter dihubungkan ke sistem pembuangan kendaraan.
Pengalengan memastikan daya tahan dalam kondisi panas ekstrem, getaran, dan tekanan pembuangan.
| Melangkah | Keterangan |
| Bahan Cangkang | Baja tahan karat |
| Komponen | Cangkang luar, alas dalam (untuk perlindungan termal dan getaran) |
| Proses | Masukkan substrat ke dalam cangkang, segel tepinya, pasang flensa |
| Tujuan | Lindungi substrat dan izinkan pemasangan di sistem pembuangan |
Kontrol Kualitas dan Pengujian
Sebelum meninggalkan pabrik, konverter katalitik menjalani kontrol kualitas yang ketat:
- Uji aliran untuk memastikan gas buang keluar dengan lancar.
- Uji kejut termal untuk memeriksa ketahanan terhadap perubahan suhu mendadak.
- Uji emisi untuk memverifikasi efisiensi katalitik.
Hanya konverter yang memenuhi standar ketat yang disetujui untuk digunakan dalam kendaraan.
Kesimpulan
Pembuatan konverter katalitik adalah proses yang sangat presisi yang menggabungkan ilmu material canggih dengan rekayasa yang cermat. Dimulai dengan substrat keramik atau logam, produsen menerapkan lapisan pembersih untuk meningkatkan luas permukaan, mengimpregnasinya dengan platinum, paladium, dan rodium untuk aktivitas katalitik, dan akhirnya membungkusnya dalam cangkang baja tahan karat yang tahan lama melalui proses pengalengan.
Setiap langkah — substrat, lapisan pencuci, impregnasi, dan pengalengan — sangat penting untuk memastikan bahwa konverter katalitik bekerja dengan andal, mengurangi emisi secara efektif, dan tahan terhadap kondisi berat di dalam sistem pembuangan kendaraan.
