Marktgröße, Anteil, Wachstum und Branchenanalyse von Graphen, nach Typ (Graphen-Nanoplättchen, Graphenoxid, reduziertes Graphenoxid und andere), nach Anwendung (Automobil und Transport, Luft- und Raumfahrt, Elektronik, Militär und Verteidigung und andere) und regionale Prognose bis 2035

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ÜBERBLICK ÜBER den GRAPHENMARKT

Der weltweite Graphenmarkt wird im Jahr 2025 1,21 Milliarden US-Dollar groß sein und im Jahr 2026 voraussichtlich 1,45 Milliarden US-Dollar erreichen und bis 2035 weiter auf 7,15 Milliarden US-Dollar anwachsen, bei einer geschätzten jährlichen Wachstumsrate von 19,3 % von 2026 bis 2035.

Graphen ist eine einzelne Schicht aus Kohlenstoffatomen, die in einem hexagonalen Gitter angeordnet sind. Es bildet eine zweidimensionale Struktur und ist für seine außergewöhnlichen Eigenschaften bekannt. Es zeichnet sich durch Eigenschaften wie hohe Leitfähigkeit, mechanische Festigkeit und Flexibilität aus. Die Verbindung verfügt über einzigartige Eigenschaften, die sie für eine Vielzahl von Branchen geeignet machen. Laufende Forschung zielt darauf ab, die Produktionseffizienz, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz zu steigern. Innovationen im Produktionsverfahren tragen zur weiten Verbreitung solcher Materialien bei.

Der wachsende Elektroniksektor in der sich entwickelnden Wirtschaft und die hohe Verbreitung von Graphen-Verbundanwendungen befeuern das Marktwachstum. Die wachsende Nachfrage von Forschungsinstituten und multinationalen Unternehmen nach dem Material für Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten eröffnet in Zukunft mehr Möglichkeiten für eine Marktexpansion.

WICHTIGSTE ERKENNTNISSE

AUSWIRKUNGEN VON COVID-19 

Graphen Die Industrie hatte aufgrund der verstärkten Forschung zu PSA während der COVID-19-Pandemie einen positiven Effekt

Die weltweite COVID-19-Pandemie war beispiellos und erschütternd, und der Markt war davon betroffenniedriger als erwartetNachfrage in allen Regionen im Vergleich zum Niveau vor der Pandemie. Das plötzliche Marktwachstum, das sich im Anstieg der CAGR widerspiegelt, ist darauf zurückzuführen, dass das Marktwachstum und die Nachfrage wieder das Niveau vor der Pandemie erreichen.

Aufgrund der von den Regierungen verhängten Lockdowns zur Eindämmung der Ausbreitung von COVID-19 verzeichnete der Markt kurzfristig einen leichten Umsatzrückgang. Die von verschiedenen Ländern verhängten Beschränkungen zur Eindämmung des Coronavirus haben die Produktion blockiert und somit die gesamte Lieferkette gestört. Umgekehrt blieb dieser Markt trotz der weitreichenden Störungen durch die Pandemie widerstandsfähig und wuchs nachhaltig. Die Pandemie hat die Forschung zu biomedizinischen Anwendungen, besserer persönlicher Schutzausrüstung (PSA) und Wundheilungsgeräten intensiviert. Dieser verstärkte Fokus auf Gesundheitsanwendungen hat dem Marktwachstum zugute gekommen.

NEUESTER TREND

Steigende Verbesserungen bei biomedizinischen Anwendungen zur Förderung des Marktwachstums

Die Integration von Graphem in Biosensortechnologien erweitert den Marktumfang. Graphenbasierte Ressourcen werden für Wundauflagen und Heilungsanwendungen verwendet, da sie antimikrobielle Eigenschaften aufweisen. Es kann helfen, den Wundheilungsprozess zu beschleunigen, indem es eine sterile Umgebung aufrechterhält. Die Fortschritte in der biomedizinischen Anwendung verstärken die Marktnachfrage im medizinischen Sektor. Darüber hinaus konzentrieren sich Forscher und medizinisches Fachpersonal auf den Einsatz graphenbasierter Biosensoren zur Identifizierung von Krankheitserregern und gesundheitsbezogenen Indikatoren. Darüber hinaus nimmt der Einsatz von Graphit aufgrund der boomenden Bauindustrie zu. Es wird in Baukomponenten eingesetzt, um Infrastrukturprojekte zu stärken und deren Lebensdauer zu verlängern. Dies trägt zur Verbesserung der Langlebigkeit bei und erfordert daher innovative Lösungen.

• Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach Halbleitern der nächsten Generation aus Materialien wie Graphen aufgrund von Fortschritten in Technologien wie KI, Elektrofahrzeugen, 6G-Kommunikation, Radarsystemen, Systemen für erneuerbare Energien und Quantencomputing steigen wird. Ungefähr 65 % der Elektronikunternehmen erforschen aktiv Komponenten auf Graphenbasis.
• Graphenprozesse im Labormaßstab haben das Potenzial, die Energiespeichereffizienz um 40 % zu steigern, was erhebliche Chancen für die Batterie- und Kondensatorentwicklung bietet.

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SEGMENTIERUNG DES GRAPHENMARKTES

Nach Typ

Basierend auf dem Typ kann der globale Markt in Graphen-Nanoplättchen, Graphenoxid, reduziertes Graphenoxid und andere eingeteilt werden

• Graphenoxid: Wird als Elektrodenmaterial für Kondensatoren, Batterien und Solarzellen verwendet und fördert das Segmentwachstum. Es wird häufig mit einer Kombination von Polymeren verwendet, die die Eigenschaften von Verbundwerkstoffen wie Elastizität und Leitfähigkeit beschleunigen, die das Segmentwachstum vorantreiben.
• Graphen-Nanoplättchen: Aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit, hohen Wärmeleitfähigkeit, mechanischen Festigkeit und Flexibilität werden sie in einer Reihe von Branchen als leitfähige Füllstoffe eingesetzt, um Produkte mit verbesserter elektrischer Leitfähigkeit und mechanischen Eigenschaften herzustellen.
• Reduziertes Graphenoxid: IT ist ein Derivat vonGraphenoxidAufgrund seines reduzierten Sauerstoffgehalts und seiner verbesserten elektrischen Leitfähigkeit ist es in verschiedenen Bereichen vielversprechend.
• Sonstiges: Es gibt weitere Kategorien, die verschiedene neue graphembasierte Materialien umfassen und die kontinuierliche Innovation und Expansion auf dem Markt widerspiegeln.

Auf Antrag

Basierend auf der Anwendung kann der globale Markt in Automobil und Transport, Luft- und Raumfahrt, Elektronik, Militär und Verteidigung und andere eingeteilt werden

• Automobil und Transport: Die leichten und starken Eigenschaften tragen zur Entwicklung fortschrittlicher Materialien bei, darunter luftige Verbundwerkstoffe und leitfähige Beschichtungen.
• Luft- und Raumfahrt: In diesem Segment wird die einschichtige Carbonfolie aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer mechanischen Festigkeit zu einem attraktiven Material und zu Fortschritten in der Luftfahrttechnologie eingesetzt.
• Elektronik: Die Integration von Kohlenstofffibrillen in verschiedene Geräte, Displays und Wearables verbessert die Leistung und Haltbarkeit von Geräten.
• Militär und Verteidigung: Die Stärke und Vielseitigkeit machen es wertvoll für militärische Anwendungen, einschließlich leichter Panzerung und Sensortechnologien.
• Sonstiges: Es gibt andere Anwendungsbereiche, in denen die Komponente aufgrund ihrer verschiedenen Eigenschaften wie Flexibilität, Leitfähigkeit, Reinigungseigenschaften und anderen verwendet wird, z. B. Umweltüberwachung, Raumfahrt, Textilien, Wasserfiltration und andere.

MARKTDYNAMIK

Die Marktdynamik umfasst treibende und hemmende Faktoren, Chancen und Herausforderungen, die die Marktbedingungen angeben.        

Treibende Faktoren

Materieller Fortschritt zur Ankurbelung des Marktes

Das wachsende Merkmal des Graphen-Marktwachstums ist, dass die zunehmenden Materialfortschritte und Durchbrüche bei Kohlenstoffallotropen-Anwendungen eine entscheidende Rolle bei der Ausweitung der Marktnachfrage gespielt haben. Die Verbindung mit ihren außergewöhnlichen Eigenschaften wie hoher elektrischer Leitfähigkeit, mechanischer Festigkeit und Flexibilität hat sich zu einem überzeugenden Material in verschiedenen Branchen entwickelt. Kontinuierliche Fortschritte bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen, Beschichtungen und Funktionsmaterialien auf Nanomaterialbasis haben die Anwendungsmöglichkeiten in Schlüsselsektoren erweitert, darunter Elektronik,Luft- und Raumfahrtund Gesundheitswesen. Diese kontinuierliche Innovation unterstreicht die Vielseitigkeit von Graphem und positioniert es als transformatives Element, das Fortschritt und Anwendungen in zahlreichen Branchen vorantreibt.

• Hohe staatliche Investitionen in Forschung und Entwicklung haben die Kosteneffizienz der Graphenproduktion erhöht und es den Ländern ermöglicht, über 50 % des weltweiten Graphens in wichtigen Industriesektoren zu liefern.
• Es wird geschätzt, dass Prozesse zur Herstellung von aus Kohle gewonnenem und synthetischem Graphen die Energiespeicherkapazität um 35 % verbessern, was Graphen zu einem entscheidenden Material im Energiesektor macht.

Wachsende Automobilindustrie zur Erweiterung des Marktes

Die weltweit wachsende Automobilindustrie erweitert den Markt. Da Automobilhersteller danach streben, Fahrzeuge leichter, langlebiger und energieeffizienter zu vermarkten, wird Graphem zunehmend zum Material der Wahl. Seine außergewöhnlichen mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften ermöglichen es, aktuelle Fahrzeugmaterialien zu verbessern und neuartige Anwendungen zu ermöglichen. Viele große Automobilhersteller haben bereits damit begonnen, die Verwendung von Perforen in verschiedenen Fahrzeugkomponenten zu untersuchen. Graphenverbindungen weisen ein großes Potenzial für den Bau leichterer Karosserieteile, Batterien und Bremsbeläge auf. Sie können das Gewicht von Fahrzeugen erheblich reduzieren, ohne Kompromisse bei der Festigkeit einzugehen, was zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch und einer schnelleren Beschleunigung führt. Kohlenstoffnanoröhren werden auch für Anwendungen in transparenten und flexiblen Displays, Superkondensatoren zum Schnellladen und korrosionsbeständigen Beschichtungen auf Metallteilen erforscht. Da sich fortschrittliche elektrische und autonome Fahrzeuge weiterentwickeln, werden sie zunehmend auf Technologien angewiesen sein, bei denen Grapheme eine entscheidende Rolle spielen können.

Zurückhaltender Faktor

Komplexität in der Massenproduktion könnte das Marktwachstum behindern

Der einschränkende Aspekt, der das Marktwachstum behindern kann, ist die Schwierigkeit, große Mengen an Graphen herzustellen, was sicherlich die Wachstumsrate des Marktes begrenzt. Die Massenproduktion von Graphem ist aufgrund der starken Beschaffenheit des Graphits so schwierig, da molekulare Kräfte die Graphemschichten zusammenhalten. Dieses Material wurde mit Spitzenmethoden hergestellt und kann eine hohe Anzahl an Verunreinigungen enthalten, da die Schichten sehr dick sind und viele Löcher und Verformungen aufweisen. Die Kosten für die Einrichtung und Wartung anspruchsvoller Geräte sind im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, die ausschließlich dazu dienen, das Marktwachstum zu bremsen, sehr hoch. Darüber hinaus dürfte das Fehlen vollständiger Kenntnisse über Echtzeitprobleme bei der Herstellung von Buckyball-Blättern mit hochentwickelter Technologie das Marktwachstum verlangsamen.

• Nur 30 % der Graphen-Forschungsprojekte haben Graphenschichten erfolgreich in reale Geräte integriert, was technische Hindernisse bei der Masseneinführung verdeutlicht.
• Weniger als 25 % der Studien zu Graphen-Nanomaterialien liefern schlüssige Daten zur Biokompatibilität, was Sicherheitsbedenken für biomedizinische Anwendungen aufwirft.

Steigende Nachfrage nach Energiespeicheranwendungen schafft Chancen für den Markt

Gelegenheit

Der Übergang zu erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windkraft macht volleffiziente Energiespeichersysteme dringend erforderlich. Graphen kann die Effektivität und Zuverlässigkeit dieser Systeme steigern, indem es die Leistung von Batterien und Superkondensatoren verbessert, die Energie speichern, die aus intermittierenden erneuerbaren Quellen erzeugt wird. Da die Investitionen in die Branche der erneuerbaren Energien weltweit außergewöhnlich hoch sind, steigt auch die Nachfrage nach fortschrittlichen Energiespeicherlösungen, die Grapheme enthalten. Es wird in verschiedenen Energiespeichertechnologien der nächsten Generation eingesetzt, beispielsweise in Lithium-Ionen-Batterien, die eine höhere Kapazität haben und schneller aufgeladen werden können als Standardbatterien, sodass sie sowohl Elektrofahrzeuge als auch tragbare Elektronikgeräte antreiben können.

• Graphen und seine Derivate haben das Potenzial, Infektionen zu verhindern und Arzneimittelabgabesysteme zu verbessern. Über 45 % der experimentellen Studien belegen antimikrobielle Eigenschaften.
• Energiespeichersysteme mit Graphen können eine bis zu 40 % höhere Effizienz der Batterieleistung erreichen und bieten ein großes Marktpotenzial.

 

Mangelnde Standardisierung in der Graphenindustrie könnte eine potenzielle Herausforderung für das Marktwachstum darstellen

Herausforderung

Das Fehlen weltweit anerkannter Standards für die Graphemqualität führt zu einer großen Variabilität bei den kommerziell verkauften Produkten. Viele Lieferanten verkaufen als Graphem gekennzeichnete Materialien, die nicht den einheitlichen Dicken- oder Reinheitsdefinitionen und der strukturellen Integrität entsprechen. Eine solche Inkonsistenz könnte daher dazu führen, dass qualitativ minderwertige Produkte die Leistungserwartungen der Endverbraucher nicht erfüllen, wodurch das Vertrauen in Graphem als zuverlässiges Material für verschiedene Anwendungen untergraben wird. Die Graphemindustrie befindet sich noch in der Anfangsphase ihrer Entwicklung und es wird vergleichsweise wenig Arbeit in Bezug auf Vorschriften und Standards geleistet.

• Technische Schwierigkeiten bei der Integration von Graphen in Elektronik und Sensoren schränken die Akzeptanz ein, da nur 30 % der Projekte eine vollständige Umsetzung erreichen.
• Sicherheitsbewertungen sind begrenzt, da weniger als 25 % der Studien zuverlässige In-vivo-Biokompatibilitätsdaten liefern, was biomedizinische Anwendungen einschränkt.

 

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REGIONALE EINBLICKE IN DEN GRAPHENMARKT

• Nordamerika

In Nordamerika wird aufgrund der steigenden Nachfrage aus dem Flugzeugbau und der Automobilbranche ein deutliches Wachstum im Verbundwerkstoffsektor erwartet. Große Flugzeughersteller konzentrieren sich auf leichte Verbundwerkstoffe wie Fulleren, um die Effizienz und Leistung ihrer Flugzeuge zu verbessern. Der Graphenmarkt der Vereinigten Staaten ist der Hauptmarkt in der Region und einer der größten Exporteure graphembasierter Produkte in verschiedene Länder, in denen es an Produktionskapazitäten mangelt. Aufgrund der zunehmenden Fokussierung auf F&E-Aktivitäten kam es auf dem Markt zu zahlreichen Kooperationen zwischen Herstellern und Forschungseinrichtungen. Die zunehmenden Endanwendungen und die kontinuierlichen Fortschritte dürften die Nachfrage weiter steigern.
 

• Europa

Es wird geschätzt, dass die europäische Region aufgrund der expandierenden Automobil- und Elektronikindustrie über einen beträchtlichen Marktumsatzanteil verfügt. Die steigenden Investitionen öffentlicher und privater Organisationen in Forschungs- und Entwicklungsarbeiten und die gestiegene Nachfrage nach Kohlenstoffnanoröhren im Flugzeugbau wachsen im Kraftstoffmarkt in den Ländern der Region. Das Vereinigte Königreich und Deutschland erforschen intensiv das Potenzial von Graphen in verschiedenen Sektoren. Die Regierung fördert und eine unterstützende Position im Innovationsökosystem treibt das Marktwachstum an.

• Asien

Der asiatisch-pazifische Raum erwirbt aufgrund der Präsenz einer großen Anzahl von Herstellern und Verbrauchern den höchsten Graphen-Marktanteil. Es wird erwartet, dass steigende Produktionsmengen in verschiedenen Sektoren die Industrie in dieser Region vorantreiben werden. Aufgrund der günstigen staatlichen Unterstützung zur Förderung von Investitionen im verarbeitenden Gewerbe dürfte sich China zu einem wichtigen Markt entwickeln. Die Regierung hat strenge Richtlinien vorgelegt, um die Unterstützung der Forschung und Entwicklung von Graphemen sicherzustellen. Die wachsende Mittelschicht in der Region schafft eine hohe Nachfrage nach Unterhaltungselektronik und Hochleistungsmaterialien. Ein verbessertes verfügbares Einkommen führt dazu, dass Verbraucher Produkte und Lösungen mit fortschrittlicherer Technologie verlangen, die häufig Nanokohlenstoff zur Leistungsverbesserung enthalten.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE

Wichtige Akteure der Branche gestalten den Markt durch Produktinnovation und Marktstrategien

Durch die Präsenz mehrerer kleiner und großer Graphemunternehmen ist der Markt einem intensiven Wettbewerb und einer sich ändernden Marktdynamik ausgesetzt. Diese Branchenakteure konzentrieren sich auf die Einführung von Wettbewerbsstrategien, wie die Entwicklung innovativer, effizienter Techniken und die Bildung von Allianzen und Partnerschaften zur Erweiterung ihrer Portfolios. Von großen multinationalen Unternehmen bis hin zu lokalen Graphen-Akteuren streben Unternehmen danach, ihren Wettbewerbsvorteil auszubauen. Während kleine Graphem-Anbieter ihre Produkte kontinuierlich verbessern, um Nischenmärkte zu bedienen. Sie bieten spezialisierte Dienstleistungen an.

• Angstron Materials Inc.: Arbeitet mit Forschungseinrichtungen zusammen und trägt zu über 50 Forschungs- und Entwicklungsprojekten bei, die industrielle Anwendungen von Graphen erforschen.
• BGT Materials Ltd.: Beteiligt sich an Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten und verbessert die Materialeigenschaften mit über 40 Patenten in der Graphentechnologie.

LISTE DER TOP-GRAPHENE-UNTERNEHMEN

• Angstron Materials Inc. (U.S.)
• ACS Material (U.S.)
• LLC (U.S.)
• BGT Materials Ltd. (U.K.)
• CVD Equipment Corp. (U.S.)
• Directa Plus SpA (Italy)
• Grafoid Inc. (Canada)
• Graphenea (Spain)
• Graphene NanoChem
• NanoXplore Inc. (U.K.)
• G6 Materials Corp. (U.S.)
• XGSciences (U.S.)
• Thomas Swan & Co. Ltd. (U.K.)
• 3D Carbon Graphene Material Co. Ltd. (U.S.)
• Haydale Gra (U.K.)

ENTWICKLUNG DER SCHLÜSSELINDUSTRIE

Juni 2024:Avanzare und Tecnalia haben im Rahmen des European Sunshine-Projekts zusammengearbeitet, um bahnbrechende SSbD-Strategien (Safe and Sustainable by Design) für die Graphemproduktion zu entwickeln. In Zusammenarbeit mit Avanzare hat Tecnalia einen digitalen Zwilling entwickelt, der verschiedene Sensoren umfasst, die entlang einer Extraktionskabine installiert sind, um die Exposition des Bedieners gegenüber Graphenpartikeln zu verringern.

BERICHTSBEREICH       

Die Studie umfasst eine umfassende SWOT-Analyse und gibt Einblicke in zukünftige Entwicklungen im Markt. Es untersucht verschiedene Faktoren, die zum Wachstum des Marktes beitragen, und untersucht eine breite Palette von Marktkategorien und potenziellen Anwendungen, die sich auf seine Entwicklung in den kommenden Jahren auswirken könnten. Die Analyse berücksichtigt sowohl aktuelle Trends als auch historische Wendepunkte, bietet ein ganzheitliches Verständnis der Marktkomponenten und identifiziert potenzielle Wachstumsbereiche.

Das Graphen Der Markt steht vor einem anhaltenden Boom, der durch die zunehmenden Materialfortschritte und Durchbrüche bei Graphenanwendungen sowie als fortschrittliche Elektro- und Elektronikgeräte vorangetrieben wirdautonome FahrzeugeWenn sie sich weiterentwickeln, werden sie stärker auf Technologien angewiesen sein. Trotz der Herausforderungen, zu denen die Schwierigkeit, große Mengen an Nanographen herzustellen, und das Fehlen weltweit anerkannter Standards für die Graphemqualität gehören, kommt es zu großen Schwankungen bei den kommerziell verkauften Produkten. Wichtige Akteure der Branche konzentrieren sich auf die Umsetzung von Wettbewerbsstrategien, wie die Entwicklung innovativer, effizienter Techniken, die Bildung von Allianzen und Partnerschaften zur Erweiterung ihres Portfolios und ihrer globalen Präsenz sowie die Investition in aktuelle Entwicklungen und die Einführung neuer Funktionen, um ihr Angebot zu verbessern. Die materialverstärkten Superkondensatoren können Energie schnell und mit längerer Lebensdauer speichern und erfüllen damit die wachsende Nachfrage nach effektiven und zuverlässigen Energiespeichersystemen, indem sie die Leistung von Batterien und Superkondensatoren verbessern, die Energie speichern, die aus intermittierenden erneuerbaren Quellen erzeugt wird.