Marktgröße, Anteil, Wachstum und Branchenanalyse von Mxene-Material, nach Typ (Ti-basiert, V-basiert, Nb-basiert und Mo-basiert), nach Anwendung (Energiespeicherung, Optoelektronik, Umwelt, Biomedizin und Photokatalyse) sowie regionale Einblicke und Prognosen bis 2035

• 

  Kostenloses Muster herunterladen um mehr über diesen Bericht zu erfahren

MXENE-MATERIALMARKTÜBERSICHT

Der weltweite Mxene-Materialmarkt soll von 0,06 Milliarden US-Dollar im Jahr 2026 auf 0,347 Milliarden US-Dollar im Jahr 2035 ansteigen und zwischen 2026 und 2035 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 24 % wachsen.

Der Markt für das MXene-Material wächst aus vielen Gründen schnell, unter anderem weil es vielfältige Einsatzmöglichkeiten in unterschiedlichen Bereichen wie Energiespeicherung, Elektronik, biomedizinische Geräte und Wasseraufbereitung hat. MXene sind eine neue Familie zweidimensionaler Materialien mit Übergangsmetallkarbiden, -nitriden oder einer Mischung aus Karbid und Nitrid, die leitfähig, hydrophil und mechanisch stark sind. Diese Materialien werden aus den MAX-Phasen hergestellt, indem dünne Schichtstrukturen hergestellt und die „A"-Schichten selektiv herausgeätzt werden. Was die Forschung und Entwicklung sowie die groß angelegte Anwendung betrifft, wurden MXenes bereits in Batterien, Superkondensatoren, Abschirmungen gegen elektromagnetische Störungen (EMI) und Sensoren der nächsten Generation integriert. Dies ist einer der Hauptgründe, warum der MXene-Markt heutzutage auf dem gesamten Weltmarkt ein robustes Wachstum verzeichnet.

AUSWIRKUNGEN VON COVID-19

Die Mxene-Materialindustrie hatte aufgrund der sektoralen Verschiebung während der COVID-19-Pandemie einen negativen Effekt

Die globale COVID-19-Pandemie war beispiellos und erschütternd, da der Markt im Vergleich zum Niveau vor der Pandemie in allen Regionen eine geringere Nachfrage als erwartet verzeichnete. 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.

Die COVID-19-Pandemie wirkte sich aus mehreren Gründen ungünstig auf den MXene-Materialmarkt aus, beispielsweise Unterbrechungen der Lieferkette, Einstellung der Forschung und Verzögerungen bei der Produktion im industriellen Maßstab. Massenabschaltungen und Einschränkungen der Mobilität führten zu einer gedämpften Nachfrage in einigen seiner wichtigsten Märkte, wie unter anderem Elektronik und Energiespeicherung, und wirkten sich somit negativ auf das Wachstum der Märkte aus. Auch der Personalmangel war aufgrund der Schließung von Laboren ein Problem, was Innovation und Kommerzialisierung einschränkte. Auch aufgrund der Einschränkungen bei den verfügbaren Mitteln sowie der veränderten Bevorzugung des medizinischen Sektors und der damit verbundenen Materialien schwächelte der MXene-Markt während der Pandemie.

NEUESTE TRENDS

Das Marktwachstum beschleunigt sich durch verbesserte Energiespeicherung und Fortschritte bei der Photokatalyse

Die neueste Entwicklung des MXene-Materials ist eine verbesserte Verwendung in der Energiespeicherung, insbesondere in den Batterien und Superkondensatoren der kommenden Generation. Wissenschaftler konzentrieren sich nun darauf, die elektrochemische Kapazität von MXene zu erhöhen, um eine Energiespeicherung mit erhöhter Kapazität zu erreichen, die auch schneller aufgeladen werden kann. Photokatalysatoren sind im Bereich nachhaltiger und effizienter Energiequellen unverzichtbar geworden, und dies erfordert Innovationen bei MXene-basierten Elektroden. Darüber hinaus erweitert die Forschung zur Synthese und Produktion neuer und riesiger MXene-Flocken die Anwendung dieses Materials auf verschiedene Bereiche.

Kostenloses Muster herunterladen um mehr über diesen Bericht zu erfahren

SEGMENTIERUNG DES MXENE-MATERIALMARKTS

Nach Typ

Basierend auf dem Typ kann der globale Markt in Ti-basierte, V-basierte, Nb-basierte und Mo-basierte kategorisiert werden

• Ti-basiert: Von allen synthetisierten MXenen sind MBMBIarl und i₃C₂Tx aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit und Stabilität die beliebtesten. Dieses besondere Kohlenstoffmaterial wird häufig in Superkondensatoren oder Energiespeichergeräten wie Lithiumbatterien eingesetzt. Dies hat dazu geführt, dass sie bei der Herstellung von Sensoren, elektromagnetischen Abschirmungen zur Abwehr elektromagnetischer Störungen und bei der Wasserreinigung eingesetzt werden.

• V-basiert: MXene-Carbide, V₂C und V₂C, auch bekannt als MXene, bieten eine hervorragende elektrochemische Leistung, die sie für fortschrittliche Batterieanoden qualifiziert. Es weist die Eigenschaft hochleitender Ionen und einer hohen Kapazität auf, die den Betrieb der Energiespeicherung verbessern. Zudem weisen sie eher exotische Oxidationsstufen auf und können daher sowohl in Katalyseprozessen als auch in der Medizin eingesetzt werden.

• Nb-basiert: MXene Kann man sagen, dass Niob-basierte MXene (Nb₂C, Nb₄C₃) eine hohe mechanische Festigkeit und thermische Stabilität besitzen? Sie werden insbesondere in Anwendungen wie Superkondensatoren und hohen Temperaturen eingesetzt. Sie verfügen außerdem über eine hervorragende Biokompatibilität und können daher bei der Arzneimittelfreisetzung und in medizinischen Anwendungen wie Implantaten eingesetzt werden.

• Mo-basiert: MXene MXene der Kategorien Mo₂C und Mo₃C₂ haben aufgrund ihrer hohen katalytischen Leistung bei Wasserstoffentwicklungsreaktionen (HER) große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Sie werden dort eingesetzt, wo die Funktionsweise von Brennstoffzellen und Energieumwandlungstechnologien erforscht wird. Sie können daher aufgrund ihrer hervorragenden optischen Eigenschaften für die Herstellung von Produktionsschaltern und optoelektronischen Geräten empfohlen werden.

Auf Antrag

Basierend auf der Anwendung kann der globale Markt in Energiespeicherung, Optoelektronik, Umwelt, Biomedizin und Photokatalyse eingeteilt werden

• Energiespeicher: MX Storage ist leitfähig, verfügt über ein großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen und sehr gute elektrochemische Eigenschaften; Daher werden sie häufig in Anwendungen der Energiespeicherung eingesetzt. Sie werden in Lithium-Ionen-Batterien, Superkondensatoren und Natrium-Ionen-Batterien eingesetzt, um die Ladungsspeicherung und die Zyklenstabilität zu erhöhen. Aufgrund ihrer Effizienz beim Ionentransport und der Fähigkeit, die Oberflächenchemie zu kontrollieren, können sie auch eine hohe Leistung bei der Energiespeicherung aufweisen. Es ist auch für Anwendungen in fortschrittlichen Batterien, sogenannten Festkörperbatterien, sowie in der nächsten Generation gefragt.

• Optoelektronik: MXene verfügen über gute optische und elektronische Eigenschaften, die die Möglichkeit ihrer Anwendung in Optionen wie Fotodetektoren, LEDs und sogar als transparente leitfähige Filme eröffnen. Diese Halbleiter verfügen über eine hohe Trägermobilität und unterschiedliche Bandlücken, um sicherzustellen, dass sie Licht absorbieren und Signale effektiv verarbeiten. MXene-basierte Materialien werden auch für flexible und tragbare optoelektronische Technologien angestrebt. In den Anzeige- und Kommunikationsgeräten der nächsten Generation verbessert ihre Kompatibilität mit anderen Nanomaterialien deren Effizienz.

• Umwelt: MXene werden hauptsächlich bei umweltbezogenen Aktivitäten eingesetzt, vor allem bei der Wasseraufbereitung und Luftreinigung. Aus diesem Grund verfügen sie über ein enormes Adsorptionsvermögen und flexible funktionelle Oberflächengruppen, die die Entfernung von Abfällen wie Schwermetallen, organischen Schadstoffen und radioaktiven Materialien ermöglichen. Sie werden auch für die US-Volkszählung und die Umweltüberwachung entwickelt. Der Aspekt des Materials macht es umweltfreundlich bei der Bereitstellung nachhaltiger Lösungen.

• Biomedizinisch: Es weist wesentliche Eigenschaften im biomedizinischen Bereich auf, darunter Biokompatibilität, antibakterieller Charakter und Oberflächenaktivität. Sie werden in verschiedenen Bereichen erforscht, beispielsweise als Abgabesysteme, Biosensoren und als Ersatz für Gewebe. Aufgrund der effizienten photothermischen Umwandlung potenzielle Kandidaten für die Krebsbehandlung sowie für die Biobildgebung. e ist der Aspekt der elektrischen Leitfähigkeit, bei dem MXenes in tragbaren Technologien zur Gesundheitsüberwachung und neuronalen Implantaten eingesetzt werden können.

• Photokatalyse: Aus dem oben Gesagten lässt sich verallgemeinern, dass alle MXene über gute photokatalytische Leistungen verfügen und vielversprechende Materialien für die Wasserstofferzeugung, CO₂-Reduktion und Schadstoffentfernung sind. Ihre spezielle elektronische Bandstruktur begünstigt die Lichtabsorption und Ladungstrennung. Daher entstehen neue MXene-basierte Photokatalysatoren zur Verbesserung der Solarenergieumwandlung und der Umweltanwendung. Es werden Anstrengungen unternommen, Materialien der neuen Generation zu untersuchen, die die Kombination von MXene und einem anderen Material enthalten, um die photokatalytische Aktivität und Stabilität zu verbessern.

MARKTDYNAMIK

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

Treibende Faktoren

Das Marktwachstum steigt mit der Nachfrage nach Energiespeichern für Elektrofahrzeuge und erneuerbare Energien

Die Nachfrage nach einer hohen Effizienz der Energiespeicherung ist ein weiterer wichtiger Faktor, der den MXene-Materialmarkt antreibt. MXene besitzen eine gute elektrische Leitfähigkeit, große Kapazität und schnelle Ionenmobilität; Daher haben sie potenzielle Anwendungen in ultradünnen Batterien und Superkondensatoren. Der Trend zu Elektrofahrzeugen und der Speicherung erneuerbarer Energien hat daher die Entwicklung von MXene-basierten Elektroden vorangetrieben. Dies ist auf die gestiegene Nachfrage nach Batterien mit verbesserten Energiespeicher- und Ladefähigkeiten zurückzuführen, die durch Chip-Batterien ermöglicht werden. Somit lässt sich feststellen, dass MXenes mit zunehmendem Energiebedarf für eine erschwingliche und effiziente Stromerzeugung und -speicherung langsam an Bedeutung gewinnen.

Das Marktwachstum wächst mit biomedizinischen Anwendungen in der Sensorik und im Gesundheitswesen

In jüngster Zeit haben MXene aufgrund ihrer Ungiftigkeit, bakteriziden Aktivität und ihres großen Oberflächen-Volumen-Verhältnisses großes Interesse im Bereich der biomedizinischen Sensorik geweckt. Derzeit versuchen Wissenschaftler, sie als Arzneimittelverabreichungssysteme, Biosensoren und tragbare Gesundheits-IT-Geräte einzusetzen. Dazu gehören eine hohe Leitfähigkeit sowie eine funktionelle Oberflächenchemie, die zu einer hohen Empfindlichkeit gegenüber Biomolekülen, Gasen und vorhandenen Schadstoffen in der Umwelt führt. Der zunehmende Bedarf an der Entwicklung intelligenter Gesundheitssysteme und Überwachung in Echtzeit unterstützt den Einsatz von MXene zur Entwicklung von Entwicklern. Daher wird MXene im Hinblick auf die weitere Entwicklung medizinischer Technologien zu einem der wesentlichen Elemente der diagnostischen und therapeutischen Instrumente des zukünftigen Marktwachstums für Mxene-Materialien.

Zurückhaltender Faktor

Das Marktwachstum steht vor Herausforderungen aufgrund hoher Kosten und Syntheseproblemen

Eine große Bedrohung für den MXene-Materialmarkt besteht darin, dass er trotz zahlreicher Vorteile mit einem hohen Preisproblem und einem Problem bei der spärlichen Synthese konfrontiert ist. Der Nachteil des Herstellungsprozesses besteht darin, dass er langwierig ist, den Ätzprozess unter Verwendung von Chemikalien verwendet und daher für große Maßstäbe nicht wirtschaftlich ist. Ein Hauptproblem bei der Verwendung von MXene ist die Fähigkeit, die Qualität und Stabilität dieser Materialien für die Massenproduktion aufrechtzuerhalten. Diese Faktoren führen zu höheren Kosten und bieten daher weniger Vorteile als andere Wettbewerbsmaterialien auf dem Markt, die unter der Marke MXenes vertrieben werden. Die Beseitigung dieser Hindernisse durch die Einführung kosteneffizienter Synthesemethoden ist in der Tat wichtig, um die Produkte auf dem Markt beliebt zu machen.

Gelegenheit

Das Marktwachstum floriert durch Fortschritte bei flexibler Elektronik und tragbarer Technologie

Derzeit besteht die größte Chance für die Entwicklung des MXene-Materialmarktes in seiner Anwendung im Bereich der flexiblen Elektronik und tragbaren Technologien. Durch die Kombination aus hoher Leitfähigkeit, Flexibilität und Biokompatibilität eignet sich das Material für weitere Anwendungen in intelligenten Textilien, Biosensoren, faltbarer Elektronik und mehr. Der Bedarf an leichten, außergewöhnlichen und leistungsstarken elektronischen Bauteilen ist der anspruchsvollste Aspekt bei der Entwicklung von MXene-Materialien. Wenn es um dehnbare und transparente Elektronik geht, sind MXenes eine praktikable Lösung, mit der die Industrie den Stand der Technik weiter vorantreiben kann.

Herausforderung

Das Marktwachstum steht vor Hürden durch Oxidation und langfristige Stabilitätsherausforderungen

Ein potenzieller Nachteil für die Anwendung von MXene-Material auf dem Markt ist die Langzeitstabilität und die hohen Oxidationseigenschaften. Der größte Nachteil von MXenes besteht darin, dass sie bei Kontakt mit Luft oder Feuchtigkeit abreiben und daher nur eine begrenzte Haltbarkeitsdauer haben. Es ist wichtig zu verstehen, wie solche Strukturen und die elektrischen Eigenschaften dieser Materialien für kommerzielle Anwendungen langfristig erhalten bleiben. Zu den aktuellen Arbeiten der Forscher gehören Oberflächenmodifikationen und Schutzbeschichtungen zur Erhöhung der Stabilität von MXene. Damit MXenes in allen Sektoren weit verbreitet ist, ist es entscheidend, die aktuelle Herausforderung zu meistern.

• Kostenloses Muster herunterladen um mehr über diesen Bericht zu erfahren

•  

REGIONALE EINBLICKE IN DEN MXENE-MATERIALMARKT

• Nordamerika

Das Marktwachstum in Nordamerika ist vor allem auf Forschung, Investitionen und Kommerzialisierung zurückzuführen

Der Kontinent verbannt sich auf den nordamerikanischen Kontinent, da dort die meisten Forschungsaktivitäten in den Materialwissenschaften, die fortschrittliche Infrastruktur in der Nanotechnologie und die meisten Mittel für Materialinnovationen stattfinden. In der Region ansässige Hochschulen und Forschungsorganisationen stehen an vorderster Front bei der Entwicklung der Synthese und ihrer Verwendung. Derzeit entwickelt sich der MXene-Materialmarkt in den Vereinigten Staaten rasch von der Kommerzialisierungsseite, unterstützt durch staatliche und private Investitionen. Derzeit haben die Vereinigten Staaten die Führung übernommen, nachdem Institutionen wie die Drexel University und Unternehmen Fortschritte bei der Integration dieser Technologie in die Energiespeicherung und Elektronik gemacht haben. Aus diesem Grund gehört Nordamerika zu den potenziellen Regionen, die den MXene-Markt auf internationaler Ebene stark beeinflussen können.

• Europa

Europas Marktwachstum floriert durch Forschung, Finanzierung und den Fokus auf grüne Energie

Der europäische Marktanteil von MXene ist bemerkenswert, was auf eine große Anzahl von Forschungspartnerschaften, staatliche Förderprogramme und einen Fokus auf Graphen-Technologien zurückzuführen ist. Verschiedene Universitäten und führende Institutionen in Großbritannien und Frankreich fördern den Einsatz von MXene in der Energiespeicherung, der Elektronik und der chemischen Industrie. Derzeit schafft der Fokus der EU auf grüne Energiequellen und die Verwendung von Hochleistungsmaterialien ein geeignetes Umfeld für die Entwicklung von MXene. In der EU ansässige und in der EU ansässige Start-ups untersuchen die Möglichkeiten des Einsatzes von MXenes in verschiedenen Anwendungen, einschließlich der Herstellung von Superkondensatoren, der Wasserfiltration und neuartigen Sensorelementen. Diese zunehmenden Investitionen in die Nanotechnologie machen Europa zu einem der weltweit bevorzugten Forschungs- und kommerziellen Entwicklungsstandorte für MXene.

• Asien

Das Marktwachstum in Asien ist vor allem durch Industrialisierung, Forschung und Entwicklung sowie Großproduktion gekennzeichnet

Die führenden Länder, die zur Produktion von MXene-Material beitragen, liegen aufgrund der zunehmenden Industrialisierung, der staatlichen Unterstützung und der Investitionen in Forschung und Entwicklung in Asien. Derzeit stehen Länder wie China, Japan und Südkorea an der Spitze der Forschung und Entwicklung von MXenes mit den Hauptzielanwendungen in der Energiespeicherung, Freestyle-Elektronik sowie in biomedizinischen Bereichen. China hat die Produktion von MXene in großem Maßstab stark vorangetrieben und mit der Erforschung der Leistungsfähigkeit von MXene in Batterien und Superkondensatoren begonnen. Im asiatisch-pazifischen Raum wurden Fortschritte bei kosteneffizienten Syntheselösungen erzielt, die eine mögliche kommerzielle Anwendung in Universitäten und Forschungseinrichtungen ermöglichen. Dies basiert auf der Tatsache, dass Asien angesichts der steigenden Nachfrage nach Hochleistungsmaterialien ein Zentrum für Innovation und Produktion von MXene sein wird.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE

Das Marktwachstum beschleunigt sich durch Industriepartnerschaften, Kommerzialisierung und technologische Fortschritte

Es gibt etablierte Champions in der MXene-Materialbranche, die sich für die Entwicklung, Partnerschaft und Vermarktung des MXene-Materials einsetzen. Zu den Vorfällen zählen die Verbesserung der MXene-Synthese und das Erreichen einer besseren Skalierbarkeit sowie die Erforschung der Verwendung von MXene in verschiedenen innovativen Bereichen wie Energiespeicherung, Elektronik und biomedizinische Industrie. Technologische Verbesserungen in der Herstellungstechnologie haben die Produktion von MXenes für den Einsatz in der Industrie weiter erleichtert. Im Hinblick auf die Trends der vergangenen Jahre nimmt das Tempo der Zusammenarbeit zwischen Universität und Industrie zu und die Zahl der Patente und Förderprogramme nimmt zu. Solche Bemühungen werden als die Entstehung des potenziellen Platzes von MXene in neuen Technologien erklärt.

Liste der führenden Mxene-Materialunternehmen

• American Elements (U.S)
• Sigma-Aldrich (Merck) [Germany]
• Japan Material Technologies Corporation (JMTC) [Japan]
• Alfa Chemistry (U.S)
• Beike 2D Materials (China)

ENTWICKLUNG DER SCHLÜSSELINDUSTRIE

Oktober 2020Die kommerzielle Verfügbarkeit von MXene-Proben wurde von der Japan Material Technologies Corporation eingeführt, was zum echten Fortschritt des MXene-Materials beitrug. Möglich wurde dies durch die Tatsache, dass JMTC bei seinem manganbasierten 2D-Material namens MMXenes eine einzigartige Herstellungstechnik eingesetzt hat, die Eigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit aufweist. Mit dieser Entwicklung wollen die Forscher den Einsatz von MXenes in verschiedenen Bereichen wie Energiespeicherung und Elektronik schneller vorantreiben. Unseres Wissens stellt JMTC den Forschern und Unternehmen Proben zur Verfügung und fördert so den Einsatz von MXenes in fortschrittlicheren Technologien.

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.

Dieser Forschungsbericht untersucht die Segmentierung des Marktes mithilfe quantitativer und qualitativer Methoden, um eine gründliche Analyse bereitzustellen, die auch den Einfluss strategischer und finanzieller Perspektiven auf den Markt bewertet. Darüber hinaus berücksichtigen die regionalen Bewertungen des Berichts die vorherrschenden Angebots- und Nachfragekräfte, die das Marktwachstum beeinflussen. Die Wettbewerbslandschaft wird sorgfältig detailliert beschrieben, einschließlich der Anteile wichtiger Marktkonkurrenten. Der Bericht umfasst unkonventionelle Forschungstechniken, Methoden und Schlüsselstrategien, die auf den erwarteten Zeitrahmen zugeschnitten sind. Insgesamt bietet es professionell und verständlich wertvolle und umfassende Einblicke in die Marktdynamik.