Tamaño del mercado de grafeno, participación, crecimiento y análisis de la industria, por tipo (nanoplaquetas de grafeno, óxido de grafeno, óxido de grafeno reducido y otros), por aplicación (automoción y transporte, aeroespacial, electrónica, militar y defensa, y otros) y pronóstico regional hasta 2035

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DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MERCADO DEL GRAFENO

El tamaño del mercado mundial del grafeno será de 1.210 millones de dólares en 2025 y se prevé que alcance los 1.450 millones de dólares en 2026, creciendo aún más hasta los 7.150 millones de dólares en 2035 con una tasa compuesta anual estimada del 19,3% entre 2026 y 2035.

El grafeno es una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal. Está formando una estructura bidimensional y se identifica por sus propiedades excepcionales. Tiene características como alta conductividad, resistencia mecánica y flexibilidad. El compuesto tiene propiedades únicas que lo hacen adecuado para una amplia gama de sectores. La investigación en curso tiene como objetivo aumentar la eficiencia, la escalabilidad y la rentabilidad de la producción. Las innovaciones en los procedimientos de producción contribuyen a la adopción generalizada de dichos materiales.

El creciente sector electrónico en las economías en desarrollo y la alta penetración de las aplicaciones compuestas de grafeno están impulsando el crecimiento del mercado. La creciente demanda del material por parte de institutos de investigación y empresas multinacionales para actividades de I+D está abriendo más vías para la expansión del mercado en el futuro.

HALLAZGOS CLAVE

IMPACTO DEL COVID-19 

Grafeno La industria tuvo un efecto positivo debido al aumento de la investigación sobre los EPI durante la pandemia de COVID-19

La pandemia mundial de COVID-19 no ha tenido precedentes y ha sido asombrosa, y el mercado ha experimentadoinferior a lo previstodemanda en todas las regiones en comparación con los niveles previos a la pandemia. El repentino crecimiento del mercado reflejado por el aumento de la CAGR es atribuible al crecimiento del mercado y al regreso de la demanda a niveles prepandémicos.

El mercado fue testigo de una ligera caída en las ventas a corto plazo debido a las medidas de bloqueo introducidas por los gobiernos para contener la propagación del COVID-19. Las restricciones impuestas por varias naciones para contener el coronavirus han bloqueado la producción y, en consecuencia, han alterado toda la cadena de suministro. Por el contrario, este mercado se mantuvo resiliente y con un crecimiento sostenido a pesar de las perturbaciones generalizadas causadas por la pandemia. La pandemia intensificó la investigación sobre aplicaciones biomédicas, mejores equipos de protección personal (EPP) y equipos para la curación de heridas. Este mayor enfoque en las aplicaciones sanitarias ha beneficiado el crecimiento del mercado.

ÚLTIMA TENDENCIA

Mejoras crecientes en las aplicaciones biomédicas para impulsar el crecimiento del mercado

La integración del grafema en las tecnologías de biosensores está ampliando el alcance del mercado. Los recursos a base de grafeno se utilizan para apósitos para heridas y aplicaciones de curación porque exhiben propiedades antimicrobianas. Puede ayudar a acelerar el proceso de curación de heridas manteniendo un ambiente estéril. Los avances en las aplicaciones biomédicas están fortaleciendo la demanda del mercado en el sector médico. Además, los investigadores y profesionales de la salud se centran en el empleo de biosensores basados ​​en grafeno para identificar patógenos e indicadores relacionados con la salud. Además, hay un aumento en la aplicación de grafito debido a la floreciente industria de la construcción. Se utiliza en componentes de construcción para fortalecer proyectos de infraestructura y prolongar su vida útil. Se beneficia al mejorar la longevidad, por lo que se necesitan soluciones innovadoras.

• Se espera que aumente la demanda de semiconductores de próxima generación fabricados a partir de materiales como el grafeno debido a los avances en tecnologías como la inteligencia artificial, los vehículos eléctricos, las comunicaciones 6G, los sistemas de radar, los sistemas de energía renovable y la computación cuántica. Aproximadamente el 65% de las empresas de electrónica están explorando activamente componentes basados ​​en grafeno.
• Los procesos de grafeno a escala de laboratorio tienen el potencial de mejorar la eficiencia del almacenamiento de energía en un 40%, lo que brinda importantes oportunidades en el desarrollo de baterías y condensadores.

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SEGMENTACIÓN DEL MERCADO DEL GRAFENO

Por tipo

Según el tipo, el mercado global se puede clasificar en nanoplaquetas de grafeno, óxido de grafeno, óxido de grafeno reducido y otros.

• Óxido de grafeno: se utiliza como material de electrodos para condensadores, baterías y células solares que fomentan el crecimiento del segmento. Se utiliza ampliamente con una combinación de polímeros que aceleran las propiedades de los materiales compuestos, como la elasticidad y la conductividad, que impulsan el crecimiento del segmento.
• Nanoplaquetas de grafeno: se utiliza como material de relleno conductor en una variedad de industrias debido a su conductividad eléctrica, alta conductividad térmica, resistencia mecánica y flexibilidad, para crear productos con conductividad eléctrica y cualidades mecánicas mejoradas.
• Óxido de Grafeno Reducido: Es un derivado deóxido de grafenoEs prometedor en varios campos debido a su contenido reducido de oxígeno y su conductividad eléctrica mejorada.
• Otros: existen otras categorías que abarcan diversos materiales emergentes basados ​​en grafemas, lo que refleja la continua innovación y expansión dentro del mercado.

Por aplicación

Según la aplicación, el mercado global se puede clasificar en automoción y transporte, aeroespacial, electrónica, militar y defensa, entre otros.

• Automoción y transporte: sus propiedades ligeras y resistentes contribuyen al desarrollo de materiales avanzados, incluidos compuestos aireados y revestimientos conductores.
• Aeroespacial: en este segmento, la utilización de láminas de carbono de una sola capa se debe a que su naturaleza liviana y su resistencia mecánica lo convierten en un material atractivo y conducen al avance de la tecnología de la aviación.
• Electrónica: la integración de fibrillas de carbono en varios dispositivos, pantallas y dispositivos portátiles mejora el rendimiento y la durabilidad del dispositivo.
• Militar y defensa: su resistencia y versatilidad lo hacen valioso para aplicaciones militares, incluidas tecnologías de sensores y armaduras livianas.
• Otros: Existen otras áreas de aplicación donde se utiliza el componente como monitoreo ambiental, espacio, textiles, filtración de agua y otras debido a sus diversas propiedades como flexibilidad, conductividad, propiedades de purificación y otras.

DINÁMICA DEL MERCADO

La dinámica del mercado incluye factores impulsores y restrictivos, oportunidades y desafíos que indican las condiciones del mercado.        

Factores impulsores

Avance material para impulsar el mercado

El atributo cada vez mayor del crecimiento del mercado del grafeno son los crecientes avances de los materiales y los avances en las aplicaciones de alótropos de carbono que han desempeñado un papel fundamental en la expansión de la demanda del mercado. El compuesto, con sus características excepcionales, como alta conductividad eléctrica, resistencia mecánica y flexibilidad, se ha convertido en un material atractivo en diversas industrias. Los avances continuos en la creación de compuestos, revestimientos y materiales funcionales basados ​​en nanomateriales han ampliado sus aplicaciones en sectores clave, incluidos los electrónicos,aeroespacialy atención sanitaria. Esta innovación continua subraya la versatilidad del grafema y lo posiciona como un elemento transformador que impulsa el progreso y las aplicaciones en múltiples industrias.

• Las fuertes inversiones gubernamentales en investigación y desarrollo han aumentado la rentabilidad de la producción de grafeno, lo que ha permitido a los países suministrar más del 50% del grafeno mundial en sectores industriales clave.
• Se estima que los procesos de grafeno sintético y derivados del carbón mejoran la capacidad de almacenamiento de energía en un 35%, lo que convierte al grafeno en un material crucial en el sector energético.

Creciente industria automotriz para expandir el mercado

La creciente industria automotriz en todo el mundo está ampliando el mercado. A medida que los fabricantes de automóviles buscan comercializar vehículos más ligeros, más duraderos y más eficientes energéticamente, el grafema se está convirtiendo cada vez más en un material de elección. Sus extraordinarias propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas le permiten mejorar el material de los vehículos actuales y permitir aplicaciones novedosas. Muchos fabricantes de automóviles importantes ya han comenzado a explorar el uso de perforeno en diferentes componentes de vehículos. Los compuestos de grafeno demuestran un gran potencial en la construcción de paneles de carrocería, baterías y pastillas de freno más ligeros. Pueden reducir significativamente el peso de los vehículos sin comprometer la resistencia, lo que permite una mejor economía de combustible y una aceleración más rápida. También se están investigando nanotubos de carbono para aplicaciones de pantallas transparentes y flexibles, supercondensadores para carga rápida y revestimientos resistentes a la corrosión en piezas metálicas. A medida que los vehículos eléctricos y autónomos avanzados sigan evolucionando, dependerán más de tecnologías en las que el grafema puede desempeñar un papel vital.

Factor de restricción

La complejidad de la producción a granel podría impedir el crecimiento del mercado

El aspecto limitante que puede obstaculizar el crecimiento del mercado es la dificultad para producir la mayor cantidad de grafeno que sin duda limitará la tasa de crecimiento del mercado. La producción en masa de grafema es muy difícil debido a la fuerte naturaleza del grafito, con fuerzas moleculares que mantienen unidas las láminas de grafema. Este material se produjo utilizando métodos de alta gama y puede contener una gran cantidad de impurezas ya que las capas son muy gruesas con muchos agujeros y deformaciones. El costo de instalación y mantenimiento de equipos sofisticados es muy alto en comparación con los métodos tradicionales, cuyo único objetivo es degradar el crecimiento del mercado. Además, es probable que la falta de conocimiento completo de los problemas en tiempo real durante la fabricación de láminas de buckyball con tecnología altamente avanzada ralentice el crecimiento del mercado.

• Solo el 30% de los proyectos de investigación sobre grafeno han integrado con éxito láminas de grafeno en dispositivos del mundo real, lo que pone de relieve las barreras técnicas en la adopción masiva.
• Menos del 25% de los estudios sobre nanomateriales de grafeno proporcionan datos concluyentes sobre la biocompatibilidad, lo que genera preocupaciones de seguridad para las aplicaciones biomédicas.

La creciente demanda en aplicaciones de almacenamiento de energía creará oportunidades para el mercado

Oportunidad

La transición hacia fuentes de energía renovables, como la solar y la eólica, crea un imperativo urgente para sistemas de almacenamiento de energía totalmente eficientes. El grafeno puede mejorar la eficacia y confiabilidad de estos sistemas al mejorar el rendimiento de las baterías y los supercondensadores que almacenan energía generada a partir de fuentes renovables intermitentes. A medida que las inversiones en la industria de las energías renovables se realizan a niveles excepcionales en todo el mundo, también lo hace la demanda de soluciones avanzadas de almacenamiento de energía que componen Grapheme. Se está aplicando en diferentes tecnologías de almacenamiento de energía de próxima generación, como las baterías de iones de litio, que pueden tener mayores capacidades y cargarse más rápido que las baterías estándar, por lo que pueden alimentar vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos portátiles.

• El grafeno y sus derivados muestran potencial para prevenir infecciones y mejorar los sistemas de administración de medicamentos, y más del 45% de los estudios experimentales demuestran propiedades antimicrobianas.
• Los sistemas de almacenamiento de energía que incorporan grafeno pueden lograr hasta un 40% más de eficiencia en el rendimiento de la batería, lo que ofrece un fuerte potencial de mercado.

 

La falta de estandarización en la industria del grafeno podría ser un desafío potencial para el crecimiento del mercado

Desafío

La falta de estándares globalmente aceptados para la calidad del grafema conduce a una gran variabilidad en los productos vendidos comercialmente. Muchos proveedores venden materiales etiquetados como grafema, que no se adhieren a definiciones consistentes de espesor o pureza ni a la integridad estructural; como resultado, dicha inconsistencia podría llevar a que los productos de baja calidad no cumplan con las expectativas de rendimiento de los usuarios finales, erosionando así la confianza en el grafema como material confiable para diversas aplicaciones. La industria del grafema se encuentra en su etapa inicial de desarrollo y, comparativamente, se trabaja menos en términos de regulaciones y estándares.

• Las dificultades técnicas para incorporar el grafeno en la electrónica y los sensores limitan su adopción, y solo el 30% de los proyectos logran una implementación a gran escala.
• Las evaluaciones de seguridad son limitadas: menos del 25 % de los estudios proporcionan datos fiables de biocompatibilidad in vivo, lo que limita las aplicaciones biomédicas.

 

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PERSPECTIVAS REGIONALES DEL MERCADO DEL GRAFENO

• América del norte

Se prevé que América del Norte será testigo de un crecimiento significativo en el sector de compuestos debido a la creciente demanda de los sectores de fabricación de aviones y automóviles. Los grandes fabricantes de aviones se están centrando en materiales compuestos ligeros como el fullereno para mejorar la eficiencia y el rendimiento de sus aviones. El mercado de grafeno de Estados Unidos es el principal mercado de la región y uno de los principales exportadores de productos basados ​​en grafema a diversos países que carecen de capacidad de fabricación. El mercado ha sido testigo de numerosas colaboraciones entre fabricantes e instituciones de investigación debido al creciente enfoque en las actividades de I+D. Es probable que la escalada de aplicaciones de uso final con los continuos avances aumente aún más la demanda.
 

• Europa

Se estima que la región europea tiene una considerable participación en los ingresos del mercado debido a la expansión de la industria automotriz y electrónica. Las crecientes inversiones de organizaciones públicas y privadas en trabajos de investigación y desarrollo y el aumento de la demanda de nanotubos de carbono en el crecimiento del mercado de combustible para la fabricación de aviones en los países de la región. El Reino Unido y Alemania están explorando vigorosamente el potencial del grafeno en varios sectores. Las instigaciones del gobierno y una posición de apoyo al ecosistema de innovación están impulsando el crecimiento del mercado.

• Asia

Asia Pacífico está adquiriendo la mayor cuota de mercado del grafeno determinada por la presencia de un gran número de fabricantes y consumidores. Se espera que los crecientes volúmenes de producción en diferentes sectores impulsen la industria en esta región. Es probable que China surja como un mercado importante gracias al apoyo gubernamental favorable para fomentar las inversiones en el sector manufacturero. El gobierno ha presentado políticas sólidas para garantizar el apoyo a la investigación y el desarrollo del grafema. La creciente clase media en la región está creando una gran demanda de productos electrónicos de consumo, así como de materiales de alto rendimiento. La mejora del ingreso disponible hace que los consumidores exijan productos y soluciones que tengan tecnología más avanzada y que a menudo incorporan nanocarbono para mejorar el rendimiento.

JUGADORES CLAVE DE LA INDUSTRIA

Actores clave de la industria que dan forma al mercado a través de la innovación de productos y estrategias de mercado

Con la presencia de varias empresas de grafemas grandes y pequeñas, el mercado está experimentando una intensa competencia y una dinámica cambiante del mercado. Estos actores de la industria se están centrando en adoptar estrategias competitivas, como el desarrollo de técnicas innovadoras y eficientes, la formación de alianzas y asociaciones para ampliar sus carteras. Desde grandes empresas multinacionales hasta actores locales del grafeno, las empresas se esfuerzan por mejorar su ventaja competitiva. Mientras que los pequeños fabricantes de grafemas mejoran continuamente sus productos para atender a nichos de mercado. Están ofreciendo servicios especializados.

• Angstron Materials Inc.: colabora con instituciones de investigación y contribuye a más de 50 proyectos de I+D que exploran aplicaciones industriales del grafeno.
• BGT Materials Ltd.: Participa en actividades de I+D, mejorando las propiedades de los materiales con más de 40 patentes en tecnología de grafeno.

LISTA DE LAS MEJORES EMPRESAS DE GRAFENO

• 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.)

DESARROLLO CLAVE DE LA INDUSTRIA

Junio ​​de 2024:Avanzare y Tecnalia han colaborado en el proyecto europeo Sunshine para desarrollar estrategias pioneras Safe and Sustainable by Design (SSbD) para la producción de grafemas. Tecnalia, en colaboración con Avanzare, ha desarrollado un gemelo digital compuesto por varios sensores que se instalan a lo largo de una cabina de extracción para mitigar la exposición del operador a partículas de grafeno.

COBERTURA DEL INFORME       

El estudio abarca un análisis FODA completo y proporciona información sobre la evolución futura del mercado. Examina varios factores que contribuyen al crecimiento del mercado, explorando una amplia gama de categorías de mercado y aplicaciones potenciales que pueden afectar su trayectoria en los próximos años. El análisis tiene en cuenta tanto las tendencias actuales como los puntos de inflexión históricos, proporcionando una comprensión holística de los componentes del mercado e identificando áreas potenciales de crecimiento.

el grafeno El mercado está preparado para un auge continuo impulsado por los crecientes avances de los materiales y los avances en las aplicaciones del grafeno y a medida que los sistemas eléctricos y eléctricos avanzadosvehículos autónomosSi continúan evolucionando, dependerán más de las tecnologías. A pesar de los desafíos, que incluyen la dificultad para producir una gran cantidad de nanografeno y la falta de estándares globalmente aceptados para la calidad del grafema, genera una gran variabilidad en los productos vendidos comercialmente. Actores clave de la industria que se centran en adoptar estrategias competitivas, como desarrollar técnicas innovadoras y eficientes, formar alianzas y asociaciones para expandir sus carteras y su huella global, invertir en desarrollos recientes y lanzamientos de nuevas funciones para mejorar sus ofertas. Los supercondensadores mejorados con materiales pueden almacenar energía rápidamente con una vida útil más larga, abordando la creciente demanda de eficacia y confiabilidad de sistemas de almacenamiento de energía eficientes al mejorar el rendimiento de las baterías y los supercondensadores que almacenan energía generada a partir de fuentes renovables intermitentes.