Graphen-Marktgröße, Anteil und Branchenanalyse, nach Produkt (Graphenoxid, Graphen-Nanoplättchen (GNP) und andere), nach Endverbrauchsindustrie (Elektronik, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Energie, Automobil und andere) und regionale Prognose, 2024 -2032

Die Größe des globalen Graphenmarktes wurde im Jahr 2023 auf 432,7 Millionen US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich von 570,3 Millionen US-Dollar im Jahr 2024 auf 5.193,2 Millionen US-Dollar im Jahr 2032 wachsen CAGR von 31,8 % im Prognosezeitraum.

Graphen ist ein Kohlenstoffallotrop, das aus einer Monoschicht von Atomen besteht, die in einer zweidimensionalen Wabengitter-Nanostruktur angeordnet sind. Es revolutioniert die Luft- und Raumfahrtindustrie, da es die Funktionalität der Beschichtungen und Verbundwerkstoffe verbessert, die bei der Herstellung von Drohnen, Hubschraubern, Flugzeugen und Raumschiffen verwendet werden. Es trägt dazu bei, die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, es dünner zu machen und das Gewicht zu verringern.

Die Entwicklung der Graphen-Technologie und ihrer Anwendungen hat sich während der COVID-19-Pandemie aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften wie Flexibilität, Leitfähigkeit sowie antibakterielle und antivirale Wirksamkeit erheblich beschleunigt. Graphenbasierte Schutzausrüstung, Lösungen zur Arzneimittelverabreichung, Biosensoren und Behandlungssysteme wurden zur Bekämpfung von COVID-19 entwickelt und eingesetzt. Im Gegensatz zu den Sektoren Gesundheitswesen und Biomedizin hatten die Sektoren Elektronik und Energie jedoch aufgrund der Verlangsamung der Logistik, des Nachfragerückgangs und des eingeschränkten Zugangs zu Rohstoffen für die Produktion negative Auswirkungen durch den Ausbruch.

Graphen-Markttrends

Zunehmende Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten für Graphen-basierte Sensoren sind der aufkommende Trend auf dem Markt  

Graphen ist ein aktiver chemischer Sensor in elektrolytgesteuerten Anordnungen. Auf Graphen basierende Top-Gate-Isolatoren können mit einer Dicke von 1 bis 5 nm in einem Elektrolyten und einer Konzentration von einigen Millimol hergestellt werden, was bei den besten Top-Gate-Feldeffekttransistoren (FETs) mit Atomic Layer Deposition (ALD) nicht möglich ist übereinstimmen.

Ein auf Graphen basierender Fotodetektor berechnet den Photonenfluss. Der Photonenfluss wird gemessen, indem die Energie der absorbierten Photonen in elektrischen Strom umgewandelt wird. Diese auf Graphen basierenden Fotodetektoren verfügen über einen viel größeren Betriebswellenlängenbereich als herkömmliche Detektoren, die auf Halbleitern der Gruppen III-V und IV basieren.

Der Markt für fotoelektrische Sensoren ist grundsätzlich derselbe wie der Markt für Indium-Zinn-Oxid (ITO)-Ersatzstoffe in transparenten Leitern. Seine hohe elektrische Leitfähigkeit und seine Transparenz machen es zu einer attraktiven Option für die Herstellung transparenter Elektroden in Photovoltaikzellen und fotoleitenden Sensoren.

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Graphen-Marktwachstumsfaktoren

Steigerung der Produktdurchdringung in der Elektronikindustrie zur Förderung des Wachstums

Aufgrund seiner außergewöhnlich hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit und seines geringen Gewichts eignet es sich vorzugsweise für elektronische Anwendungen. Die Elektronen in diesem Allotrop von Kohlenstoff haben eine höhere Beweglichkeit und daher eine höhere Geschwindigkeit, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, im Vergleich zu Halbleitern die in großem Umfang in elektronischen Geräten einschließlich Silizium eingesetzt werden. Aufgrund dieser Eigenschaften entstehen leistungsfähigere Geräte, die schneller funktionieren als herkömmliche Ersatzprodukte und dabei weniger Strom verbrauchen.

Aufgrund der hohen mechanischen Belastbarkeit dieses Materials ist es in der Lage, vergleichsweise höhere Spannungen zu vertragen. Dies dürfte sich auf das Wachstum auswirken, da die Industrie zunehmend auf Elektrifizierung setzt. In jüngster Zeit wurden Fortschritte bei der Entwicklung eines auf Graphenschaum basierenden Designs für Batterien erzielt, das möglicherweise die Lücke zwischen Kondensatoren und Batterien schließt. Das Design basiert auf der Lithium-Technologie und weist in neuer Form ein analoges Kapazitäts-Gewichts-Verhältnis zu aktuellen Lithium-Ionen-Batterien auf. Darüber hinaus kann er genauso schnell entladen und wieder aufgeladen werden wie ein Kondensator und kann in 20 Sekunden vollständig entladen werden.

Graphenfilm ist eine der starken Alternativen für Indiumzinnoxid. Indiumzinnoxid ist ein kommerzielles Produkt, das in großem Umfang in Touchscreens von Smartphones und Tablet-Computern als transparenter Leiter sowie als Elektroden in OLEDs und Solarzellen verwendet wird. Die wachsende Nachfrage nach Touchscreen-Technologien und -Produkten dürfte das Wachstum des Graphen-Marktes fördern.

BESCHRÄNKENDE FAKTOREN

Negative Umweltauswirkungen werden wahrscheinlich das Marktwachstum bremsen

Graphen-Nanomaterialien (GFN) haben in der Nanotechnologieforschung aufgrund ihrer anpassungsfähigen, kohlenstoffbasierten Struktur Akzeptanz gefunden, die es ihnen ermöglicht, für verschiedene Anwendungen eingesetzt zu werden und in verschiedenen Bereichen voranzukommen. Es bestehen jedoch gewisse Bedenken hinsichtlich des Materials und seiner Rolle in einer nachhaltigen Zukunft.

Forscher am Riverside Bourns of Engineering der University of California fanden heraus, dass Graphenoxid (GO)-Nanopartikel in Bächen und Seen sehr mobil sind und bei ihrer Freisetzung negative Auswirkungen auf die Umwelt haben können. Die Verwendung von GO nimmt zu, gleichzeitig gilt es jedoch auch als giftig für den Menschen. Da die Materialproduktion zunimmt, ist es für Aufsichtsbehörden wie die Environmental Protection Agency (EPA) von entscheidender Bedeutung, die wahrscheinlichen Umweltauswirkungen des Produkts zu verstehen. Es wird erwartet, dass diese Faktoren das Marktwachstum begrenzen.

Graphen-Marktsegmentierungsanalyse

Nach Produktanalyse

NP wird aufgrund der Nachfrage aus der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie dominieren

Basierend auf dem Produkt ist der Markt in Graphen-Nanoplättchen (GNP), Graphenoxid (GO) und andere unterteilt.

Das BSP-Segment hatte im Jahr 2023 den größten Marktanteil und wird seine Dominanz voraussichtlich bis 2032 beibehalten. Hierbei handelt es sich um fortschrittliche Nanopartikel, die häufig in Anwendungen wie dem medizinische Geräte, leitfähige Tinten, Energie, Verbundwerkstoffe und Beschichtungen. Die steigende Nachfrage nach leichten Verbundwerkstoffen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie aufgrund ihrer Oberflächenhärte, Festigkeit und Steifigkeitseigenschaften wird das Marktwachstum vorantreiben. Zur Kommerzialisierung der BSP-Produktion werden mehrere Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten durchgeführt. Verschiedene nichtstaatliche und staatliche Forschungsinstitute gehen strategische Partnerschaften mit verschiedenen kommerziellen Herstellern für Produktentwicklung und Innovation ein. Darüber hinaus werden Graphen-Nanoplättchen in den Bereichen Automobil und Transport, Bauwesen, Energie und Energie, Elektrik und Elektronik, Gummi, Medizin, Verpackung, Chemie und anderen Sektoren eingesetzt. Der zunehmende Einsatz von Graphen in Elektro- und Elektronikprodukten aufgrund seiner überlegenen Eigenschaften, einschließlich hervorragender elektrischer und thermischer Leitfähigkeit, Durchlässigkeit, Transparenz und Festigkeit, wird das Wachstum des Marktes im Prognosezeitraum vorantreiben.

Nach Analyse der Endverbrauchsbranche

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Segment Luft- und Raumfahrt & Verteidigung hält aufgrund der umfassenden Übernahme des Materials einen erheblichen Anteil

In Bezug auf die Endverbrauchsindustrie wird der Markt in Elektronik, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Automobil, Energie und andere unterteilt.

Graphen revolutioniert die Luft- und Raumfahrtindustrie, da es die Funktionalität der Verbundwerkstoffe und Beschichtungen verbessert, die bei der Herstellung von Drohnen, Flugzeugen, Hubschraubern und Raumschiffen verwendet werden. Es trägt dazu bei, die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, es dünner zu machen und das Gewicht zu verringern, wodurch die Treibstoffeinsparung verbessert und die Emissionen über die Lebensdauer eines Flugzeugs reduziert werden. Durch die hohe elektrische Leitfähigkeit werden mit dem Produkt leichtere und schadenstolerantere Hubschrauber- und Flugzeugstrukturen und damit in die Tragflächen integrierte Enteisungssysteme geschaffen.

Die globale Automobilindustrie steht vor Herausforderungen wie Energieeffizienz, Sicherheit und Reduzierung der CO2-Emissionen. Dies wird die Dimensionsstabilität der Fahrzeuge verbessern und eine potenzielle Chance für die Automobilindustrie schaffen. Das Produkt wird in Beschichtungen und Verbundwerkstoffen verwendet, um starke, sichere und leichte Fahrzeuge herzustellen. Es kann Stahl, Aluminium und Kohlefaser ersetzen und die Dimensionsstabilität des Fahrzeugs verbessern.

REGIONALE EINBLICKE

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Der asiatisch-pazifische Raum hielt den größten Graphen-Marktanteil und dürfte im Prognosezeitraum aufgrund der günstigen Politik der Regierungen, der akademischen Forschung und der Finanzierung den Markt dominieren, was den Markt in der Region wahrscheinlich ankurbeln dürfte. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Präsenz großer Hersteller und Verbraucher sowie der Anstieg der Produktion in verschiedenen Branchen wie der Automobil-, Verteidigungs-, Schifffahrts- und Luft- und Raumfahrtindustrie den Markt in der Region antreiben werden.

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Es wird geschätzt, dass der nordamerikanische Markt aufgrund der wachsenden Nachfrage aus der Luft- und Raumfahrt- und Energieindustrie sowie der hohen Produktnachfrage nach effizienten, umweltfreundlichen, starken und leichten Gütern ein erhebliches Wachstum verzeichnen wird, was das Marktwachstum in der Region vorantreibt. Der zunehmende Einbau von GO in Batterien und Solarzellen für eine bessere Leistung würde den Marktumsatz weiter steigern.< /p>

Es wird erwartet, dass der Markt in Europa eine deutliche Wachstumsrate verzeichnen wird und seine Dominanz im Prognosezeitraum aufgrund steigender Investitionen in F&E-Aktivitäten beibehalten könnte.

Lateinamerika wird im Prognosezeitraum aufgrund der Verwendung von GO in einer Vielzahl von Anwendungstransistoren, Kondensatoren, Halbleitern und Sensoren voraussichtlich ein exponentielles Wachstum verzeichnen.

Der Markt im Nahen Osten und in Afrika wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine moderate Wachstumsrate verzeichnen. Die Nachfrage aus dem Automobilsektor nach Produkten wie graphenbasierten Batterien in Anti-Crash-Systemen, Fahrzeugen, Reifen und mehr wächst aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit, Zugfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit.

Liste der wichtigsten Unternehmen auf dem Graphen-Markt

Hauptakteure übernehmen Strategien, um ihre Position auf dem Markt zu behaupten

Der globale Markt ist fragmentiert mit wichtigen Akteuren der Branche wie Haydale Graphene Industries plc, NanoXplore Inc., Applied Graphene Materials, Graphenea, Directa Plus S.p.A und ACS Material. Weitere wichtige Akteure sind XG Sciences, Global Graphene Group und Grolltex Inc. Auch Hersteller bauen ihr Geschäft aus, um in der Branche Kompetenz zu gewinnen und die Bedrohungen durch neue Marktteilnehmer abzumildern.

Marktteilnehmer stehen im harten Wettbewerb mit internationalen und regionalen Akteuren mit umfangreichen Vertriebsnetzen, regulatorischem Know-how und Lieferanten. Darüber hinaus schließen Unternehmen Verträge, Übernahmen und strategische Partnerschaften mit anderen Marktführern ab, um ihre bestehende Marktpräsenz auszubauen.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM PROFIL:

• Haydale Graphene Industries plc (Großbritannien)


• Graphenea (USA)


• ACS-Material (USA)


• XG Sciences (USA)


• Global Graphene Group (USA)


• Applied Graphene Materials (Großbritannien)
  
• Grolltex Inc (USA)


• Directa Plus S.p.A (Italien)


• NanoXplore Inc. (Kanada)


• Thomas Swan & Co. Ltd. (Großbritannien)


• First Graphene (Australien)


• Talga Group (Australien)


• Graphite Central (USA)

WICHTIGSTE ENTWICKLUNGEN DER BRANCHE:

• Juli 2023- Haydale gab seine Zusammenarbeit mit Cadent bekannt, um Heizkörper mit geringem Stromverbrauch auf Basis von Graphentinte zu entwickeln.


• April 2023- Haydale hat sich mit CERN, dem europäischen Teilchenphysiklabor, für ein Projekt zusammengetan, das darauf abzielt, die Lebensdauer der Schmierstoffe durch den Zusatz funktionalisierter Nanomaterialien, einschließlich Graphen, zu verlängern.


• Dezember 2022- Haydale brachte sein mit Graphen angereichertes Prepreg auf den Markt, um kosteneffiziente Verbundwerkzeuge mit längerer Werkzeuglebensdauer, verbesserter Oberflächenqualität und verbesserter Wärmeleitfähigkeit zu liefern.
  
• Juli 2021- Graphenea und Grapheal haben sich zusammengeschlossen, um die Forschung zu Biosensoren mit GraphLAB, einem auf Graphen basierenden Produkt, zu beschleunigen. GraphLAB ist eine Bewertungsmethode der nächsten Generation zur Proteinkrankheits- und Screening-Erkennung.


• Juli 2021 – Die Hauptversammlung hat eine innovative neue Serie umweltfreundlicher GNP-Dispersionen auf den Markt gebracht. Diese Dispersionen werden es Verbrauchern von Beschichtungen, Farben und Verbundwerkstoffen ermöglichen, die Nachhaltigkeit ihrer verschiedenen Produktformulierungen zu entwickeln.


• Februar 2020- Die Produktion von XG-Graphen-verstärktem Polyurethan Motorabdeckungen wurde initiiert. Diese Abdeckungen sind jetzt für alle leichten Nutzfahrzeuge und Pkw von Ford und Lincoln erhältlich. Das Produkt hat eine um 20 % erhöhte Druckfestigkeit, eine um 30 % höhere Wärmeformbeständigkeit, eine um 17 % geringere NVH-Schallabsorption und ein um 10 % geringeres Gewicht.


• Januar 2020 – ACS Material führte einen transparenten leitfähigen Verbundfilm (TCF) aus Graphen/Silber-Nanodraht ein, der eine verbesserte Leistung als seine TCF-Vorläufer aufweist.

BERICHTSBEREICH

Eine infografische Darstellung von Graphen-Markt

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Der Forschungsbericht bietet eine detaillierte Marktanalyse und konzentriert sich auf entscheidende Aspekte wie führende Unternehmen, Produkte und Endverbrauchsbranchen. Darüber hinaus bietet der Bericht Einblicke in Markttrends und beleuchtet wichtige Branchenentwicklungen. Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren umfasst der Bericht verschiedene Faktoren, die zum Marktwachstum in den letzten Jahren beigetragen haben.

Dieser Bericht enthält historische Daten und prognostiziert das Umsatzwachstum auf globaler, regionaler und Länderebene und analysiert die neuesten Marktdynamiken und -chancen.

Umfang und Segmentierung des Berichts