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催化轉換器又稱觸媒轉化器（英語：catalytic converter）、觸媒轉換器，安裝於汽車廢氣排放系統中，含有鉑、鈀及銠等貴金屬作為觸媒，利用催化機制減少有害廢氣，如碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）等）、以利環境保護的一個裝置。[1]
催化轉換器是利用催化劑的作用將排氣中的CO、HC和NOx轉換為對人體無害的氣體的一種排氣淨化裝置，也稱作催化淨化轉換器。金屬鉑、鈀或銠均可作催化劑。在化學反應過程中，催化劑只促進反應的進行，不是反應物的一部分，所以一般情形下，催化轉化器壽命可達十數年。
催化轉換器有氧化催化轉換器和三元催化轉換器。
氧化催化轉換器只將排氣中的CO和HC（碳氫化合物）氧化為CO2和H2O，因此這種催化轉換器也稱作二元催化轉換器。必須向氧化催化轉換器供給二次空氣作為氧化劑，才能使其有效地工作。
三元催化轉換器可同時減少CO、HC和NOx的排放，它以排氣中的CO和HC作為還原劑，把NOx還原為氮（N2）和氧（O2），而CO和HC在還原反應中被氧化為CO2和H2O。
當同時採用兩種轉換器時，通常把兩者放在同一個轉換器外殼內，而且三元催化轉換器置於氧化催化轉換器前面。排氣經過三元催化轉換器之後，部分未被氧化的CO和HC繼續在氧化催化轉換器中與供入的二次空氣進行氧化反應。
傳統的含鉛汽油裡面的四乙基鉛在引擎室內燃燒後轉變為鉛化合物，隨廢氣排出引擎，鉛可減少引擎爆震並保護氣門座（lifter）。但此鉛化合物會毒化觸媒轉化器使其失去作用，因此需使用無鉛汽油，氣門座的問題則由汽車廠商在製造時先做強化處理。使用無鉛汽油也減少鉛中毒的可能性。
觸媒轉化器裡面的觸媒在高溫才會反應，在廢氣將觸媒轉換器加熱到工作溫度前，廢氣問題仍然嚴重，尤其當在地下停車場發動車輛時問題更大。可以在觸媒轉換器裡面放電熱系統預熱，以減少起動時的廢氣，但少有車輛使用預熱系統。混合動力車輛或純電汽車可以大幅減少空氣污染。
高溫的觸媒轉換器接觸到雜草等可燃物質，可能會發生火災。
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