자동차 배기가스의 주요 유해 성분은 탄화수소 (CnHm), 일산화탄소 (CO), 질소산화물 (질소산소화합물) 이다. 이 세 가지 물질은 인체에 독이 있는데, 그 중 CnHm 과 질소산소화합물도 햇빛 등 적절한 조건에서 광화학 연기를 형성하여 피해가 더 크다. 자동차 배기가스에서 이러한 유해 성분을 제거하는 방안은 주로 두 가지가 있다. 하나는 엔진의 연소 방식을 개선하여 유해 가스 배출을 줄이는 것이다. 다른 하나는 촉매 변환기를 이용하여 배기가스 중의 유해 가스를 정화하는 것이다. 첫째, 1975 년 미국은 신차에 촉매기를 설치했고, 이어 일본, 서유럽 등도 자체 자동차 배출법규의 요구를 충족시키기 위해 촉매기를 채택했다. 자동차 촉매 변환기에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 산화촉매반응기로, 배기가스에 있는 CnHm 과 CO 가 배기가스에 남아 있는 산소반응과 무해한 H2O 와 CO2 를 만들어 정화의 목적을 달성한다.

질소산소화합물 등 오염물의 강제배출 기준과 연료 소비 감소 요구로 인해 가급적 공연비를 14.6 정도로 조절하고, 점화타이밍, 배기가스 재순환 등을 조절하여 배기가스에서 질소산소화합물을 줄여야 한다. 그러나 이러한 방법의 단점은 종종 배기가스에서 CnHm 과 CO 를 증가시킨다는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 3 효과 촉매 (TWC) 가 나타났다. 이 촉매제는 촉매제로 자동차 배기가스에서 일산화탄소 (CO), 탄화수소 (CnHm), 질소산화물 (질소산소화합물) 을 동시에 정화할 수 있는 것이 특징이다. 그러나 촉매 성능을 발휘하려면 공연비가 항상 14.6 0. 1 좌우로 제어되어야 합니다. 이런 촉매청정기 정화율은 높지만 산소 센서, 멀티포인트 연료 스프레이, 전자점화가 필요하다. 이 촉매청정기는 배기가스에 있는 O2 와 질소산소화합물을 산화제로, CO, CnHm (CH2 로 표시) 및 H2 를 환원제로 사용하여 이론공연비 근처에서 다음과 같은 반응이 발생할 수 있다.

2CO+O2=2CO2

2CO+2NO=N2+2CO2

CH2 +3nNO= nN2+nCO2+nH2O

2NO+2H2=N2+2H2O

현재 사용 중인 3 효과 촉매제는 대부분 다공성 세라믹을 바탕으로 소위 코팅을 부착하고 마지막으로 함침에 의한 활성 성분을 흡착한다. 촉매의 활성 성분은 주로 귀금속 (예: Pt), Pd (PD) 및 Rh) 이다. 귀금속 자원이 부족하고 가격이 비싸기 때문에, 세계 각국의 과학자들은 경제적으로나 기술적으로 실행 가능한 희토/플루토늄 삼효 촉매제 연구에 힘쓰고 있다. 이 촉매제는 좋은 응용 전망을 가질 것으로 예상된다.

삼원 촉매 청정기는 정화율과 연료 경제성이 좋다는 장점이 있지만, 주요 문제는 비용이 높다는 것이다. 디젤 엔진에서 배출되는 가스에 남아 있는 산소가 많아 산소 센서의 제어가 민감하지 않기 때문에 삼원 촉매 청정기는 일반적으로 디젤 엔진에 사용되지 않고 휘발유 엔진에만 적용된다.