Depuis l'augmentation spectaculaire du nombre de voitures dans les années d'après-guerre, et en particulier depuis le milieu des années 50, les ingénieurs réfléchissent à la façon de stopper les émissions polluantes. A vrai dire il existait déjà des solutions dans les années 50, mais leur mise en œuvre généralisée était trop coûteuse et elles ne sont jamais allées au-delà des tests. Il s'agissait entre autres de réduire les composés soufrés de carburants fortement polluants, que les convertisseurs catalytiques détruisaient rapidement par un procédé chimique.
Ce n'est qu'au début des années 70 que la qualité du carburant et les meilleures capacités de production ont permis l'utilisation à grande échelle du pot catalytique.
Il existe plusieurs variantes de pot catalytique, qui sont en partie encore à l'essai, de sorte que le catalyseur à trois voies ou trifonctionnel pour les moteurs essence et le catalyseur à oxydation pour les moteurs diesel sont les deux types les plus couramment utilisés actuellement.
Tous les catalyseurs possèdent la capacité de transformer les éléments polluants des gaz d'échappement tels que le monoxyde de carbone et l'oxyde d'azote. Selon le type de pot catalytique, différentes étapes sont nécessaires. Le fonctionnement d'un catalyseur est chimiquement très complexe et comprend une combinaison de processus simultanés d'oxydation et de réduction.
A côté des pots catalytiques à circuit ouvert, qui n'ont aucune influence sur la composition du mélange, les convertisseurs catalytiques à commande informatique interviennent activement dans la gestion du moteur via un calculateur et pilotent selon les circonstances, la composition du mélange air-combustible injecté. Pour ce faire, un ou deux capteurs se trouvent dans le catalyseur. Le premier capteur, ou sonde de contrôle est positionnée à l'entrée de catalyseur et contrôle la valeur lambda primaire (sonde lambda). La deuxième sonde, la sonde de diagnostic est située en aval du catalyseur et contrôle la valeur lambda secondaire. Le coefficient d'air lambda exprime le taux d'oxygène donné dans le mélange (rapport stœchiométrique). Les sondes sont en mesure de déterminer la teneur en oxygène des gaz d'échappement et de transmettre ces valeurs à l'unité de contrôle électronique du moteur. A partir de ces données est calculé le rapport air/carburant du mélange.
Pour permettre la catalyse, l'intérieur du pot catalytique abrite une structure en céramique de type «nid d'abeille» avec des milliers de petits trous. La surface de cette structure en céramique est recouverte d'un mélange de métaux précieux, en général des oxydes de platine ou de rhodium. La catalyse ne s'opère qu'à partir d'une certaine température.
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