Marktgrößenbericht für Kohlenstoffnanoröhren | Branche & Analyse 2028

[Forschungsbericht] Die Marktgröße für Kohlenstoffnanoröhren wird voraussichtlich von 5.658,00 Millionen US-Dollar im Jahr 2022 auf 13.981,58 Millionen US-Dollar im Jahr 2028 wachsen; Es wird geschätzt, dass von 2022 bis 2028 ein CAGR von 16,3 % verzeichnet wird.

Markteinblicke und Analystenmeinung:< /strong>

Kohlenstoffnanoröhren sind extrem kleine zylindrische Strukturen, die aus Kohlenstoffatomen bestehen. Sie sind bekannt für ihre einzigartigen Eigenschaften wie hohe Zugfestigkeit, gute elektrische Leitfähigkeit und thermische Stabilität. Es gibt zwei Arten: einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren und mehrwandige Kohlenstoff-Nanoröhren. Einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren bestehen aus einer einzelnen Schicht von Kohlenstoffatomen, die zu einer Röhre gerollt sind, während mehrwandige Kohlenstoff-Nanoröhren aus mehreren konzentrischen Röhren bestehen. Kohlenstoffnanoröhren werden als Verstärkungsmaterialien in Verbundwerkstoffen, zur Energiespeicherung in Batterien, als Sensormaterialien in Sensoren, als Katalysatoren bei chemischen Reaktionen und für biomedizinische Anwendungen verwendet. In der medizinischen Industrie wird es für die Medikamentenverabreichung, Bildgebung, Biosensoren und Gewebezüchtung verwendet und in der Elektronikindustrie wird es auch als Transistoren, Verbindungen, Displays, Energiespeicher, Sensoren usw. eingesetzt.

Wachstumstreiber und Herausforderungen:

Kohlenstoff-Nanoröhren sind Kohlenstoff-Nanostrukturen mit charakteristischen elektrochemischen und mechanischen Eigenschaften wie niedrigen Dichte, hohe Festigkeit und Steifigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit. Die oben genannten Eigenschaften von CNTs werden für die Forschung und Entwicklung von Energiespeichersystemen genutzt. Einwandige und mehrwandige CNTs werden als leitfähige Additive in Li-Ionen-Batterien und zur Entwicklung von Batterieelektroden verwendet, um die Batterieleistung zu verbessern. Die steigende Nachfrage nach Energiesystemen sowie die steigenden Kosten haben Regierungsorganisationen und Forscher dazu veranlasst, effiziente Energiesysteme zu entwickeln, um globale Energieziele zu erreichen. Beispielsweise entwickelte NAWA Technologies im Jahr 2020 eine ultraschnelle Kohlenstoffelektrode, die auf seiner patentierten Vertically-Aligned Carbon Nanotube (VACNT)-Technologie basiert, bei der es sich um eine vertikale Ausrichtung von 100 Milliarden Nanoröhren pro Quadratzentimeter handelt. Im Jahr 2022 kündigte JiangSu Cnano Technology Ltd den Plan an, Batteriematerialien, darunter leitfähige Pasten und Kohlenstoffnanoröhren, in Produktionsstätten in China und Deutschland zu bauen. Das Unternehmen kündigte eine Investition von 180 Millionen US-Dollar für die Errichtung des Werks in Zhenjiang in China an und soll 450 Tonnen einwandige Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Produkte pro Jahr herstellen. Im Jahr 2022 entwickelten Wissenschaftler des Lawrence Livermore National Laboratory in den USA vertikal ausgerichtete CNTs auf Metallfolie für Energiespeicher und elektronische Anwendungen. Dieses Projekt wurde von der Abteilung für chemische und biologische Technologien der Defense Threat Reduction Agency finanziell unterstützt.

Die Verwendung von CNTs als leitfähiges Additiv bei der Herstellung von Batterien verbessert die Leitfähigkeit um 10 % im Vergleich zu Ruß, wodurch der Einsatz leitfähiger Additive um 30 % reduziert wird. Darüber hinaus hat die wachsende Nachfrage nach CNTs für Batteriematerialien für Elektrofahrzeuge die Hersteller von Kohlenstoffnanoröhren dazu veranlasst, ihre Produktionsanlagen zu erweitern. Beispielsweise investierte LG Chem Ltd im Jahr 2022 in den Aufbau einer CNT-Einzellinien-Produktionsanlage in Südkorea. Ziel des Unternehmens war es, 3.200 Tonnen Kohlenstoffnanoröhren pro Jahr zu produzieren, um den Anforderungen des Elektrofahrzeugmarktes gerecht zu werden. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur wird die weltweite Produktionskapazität von Batterien aufgrund des steigenden Absatzes von Elektrofahrzeugen voraussichtlich von 200 GWh im Jahr 2019 auf über 1.200 GWh im Jahr 2024 steigen. Daher treiben die steigende Nachfrage nach CNTs für Energiespeicheranwendungen sowie die steigende globale Batterieproduktionskapazität den Markt für Kohlenstoffnanoröhren voran.

 CNTs werden in großem Umfang hergestellt und wird aufgrund seiner großflächigen Anwendung in verschiedenen Branchen wie der Elektronik-, Elektro-, Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie eingesetzt. Kohlenstoffnanoröhren haben aufgrund ihrer einfachen Synthese und Eigenschaften wie hoher Festigkeit und Durchmesser-Längen-Verhältnis umfangreiche Anwendungsgebiete. Allerdings ist die Entsorgung von CNTs in der Umwelt ein großes Problem. Die zunehmende Produktion und Entsorgung von CNTs kann zu Umweltverschmutzung führen, da CNTs kolloidale Lösungen bilden und sich mit Schadstoffen wie Schwermetallen verbinden. In Gewässern freigesetzte CNTs können sowohl in ihrer ursprünglichen als auch in ihrer oxidierten Form Licht effektiv streuen und so eine kolloidale Lösung bilden. Die Partikel einer kolloidalen Lösung weisen in aquatischen Systemen eine hohe Mobilität auf, wodurch das Expositionsrisiko und die Toxizität erhöht sind. Darüber hinaus haben mehrere Untersuchungen ergeben, dass CNTs über eine gute Uranaufnahmekapazität verfügen. Das Vorhandensein von CNTs in Gewässern kann die Mobilität hydrophober organischer Schadstoffe und Schwermetalle beeinflussen. Somit können CNTs die in Bodenoberflächen vorhandenen planktonischen Mikroorganismen negativ beeinflussen. Die CNT-Toxizität in Mikroben kann sich negativ auf die Pflanzenproduktion, die Katalyse organischer Stoffe, das Nährstoffrecycling und die Grundwasserreinigung auswirken. Daher kann die durch die CNT-Entsorgung verursachte Umweltverschmutzung das Wachstum des Marktes für Kohlenstoffnanoröhren hemmen.

Strategische Einblicke

Segmentierung und Umfang des Berichts:

Der „Global Carbon Nanotubes   Markt“ ist nach Typ, Anwendung und Geografie segmentiert. Je nach Typ ist der Markt für Kohlenstoffnanoröhren in mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren und einwandige Kohlenstoffnanoröhren unterteilt. Basierend auf der Anwendung wird der Markt in Elektronik und Halbleiter, Energiespeicher, Strukturverbundstoffe, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Medizin und andere unterteilt. Der Markt für Kohlenstoffnanoröhren ist geografisch in Nordamerika (USA, Kanada und Mexiko), Europa (Deutschland, Frankreich, Italien, Großbritannien, Russland und übriges Europa), den asiatisch-pazifischen Raum (Australien, China, Japan, Indien) unterteilt. Südkorea und der übrige asiatisch-pazifische Raum), Naher Osten und Asien Afrika (Südafrika, Saudi-Arabien, Vereinigte Arabische Emirate und übriger Naher Osten und Afrika) sowie Süd- und Afrika. Mittelamerika (Brasilien, Argentinien und der Rest von Süd- und Mittelamerika)

Segmentanalyse:

Je nach Typ ist der Markt für Kohlenstoffnanoröhren in mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren und einwandige Kohlenstoffnanoröhren unterteilt. Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren sind eine besondere Art von Kohlenstoffnanoröhren, bei denen mehrere SWNTs übereinander angeordnet sind, um mehrere Schichten zu bilden. Sie bestehen aus mehreren konzentrischen Zylindern aus Kohlenstoffatomen und ähneln einem Stapel aufgerollter Graphenblätter. Der Durchmesser von MWNTs liegt zwischen 2 und 100 Nanometern und die Länge zwischen einigen Mikrometern und mehreren Millimetern. Darüber hinaus werden sie aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Steifigkeit, hohen elektrischen Leitfähigkeit und hohen Wärmeleitfähigkeit in verschiedenen Anwendungen wie Nanoelektronik, Nanokompositen und Energiespeicherung eingesetzt. Einer der wesentlichen Vorteile mehrwandiger Kohlenstoff-Nanoröhren gegenüber einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren ist ihre Fähigkeit, aufgrund ihrer Mehrfachschichtigkeit höheren mechanischen Belastungen standzuhalten. Laut der im September 2022 veröffentlichten Studie könnten Agrarabfälle als potenzielle Kandidaten für die Produktion umweltfreundlicher und wirtschaftlicher Kohlenstoffnanoröhren in Betracht gezogen werden. Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren haben eine größere Oberfläche als einwandige Kohlenstoffnanoröhren, was für bestimmte Anwendungen von Vorteil sein kann. Die Herstellung mehrwandiger Kohlenstoff-Nanoröhren kann jedoch potenzielle Gesundheits- und Sicherheitsrisiken mit sich bringen, da sie als Nanomaterialien eingestuft sind und toxische Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben können.

Regionale Analyse:

Basierend auf der Geographie ist der Markt für Kohlenstoffnanoröhren in fünf Schlüsselregionen unterteilt: Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik , Süden & Mittelamerika und Naher Osten & Afrika. Der globale Markt für Kohlenstoffnanoröhren wurde vom asiatisch-pazifischen Raum dominiert, auf den im Jahr 2021 2.196,48 Millionen US-Dollar entfielen. Europa ist mit einem Anteil von mehr als 25 % am Weltmarkt der zweitgrößte Markt. Es wird erwartet, dass Nordamerika im Prognosezeitraum ein beträchtliches Wachstum mit einer jährlichen Wachstumsrate von über 22 % verzeichnen wird. Der Markt für Kohlenstoffnanoröhren in Nordamerika ist in die USA, Kanada und Mexiko unterteilt. Der regionale Markt ist in den letzten Jahren aufgrund der starken Forschungs- und Entwicklungskapazitäten der Region und der steigenden Nachfrage nach Hochleistungsmaterialien stetig gewachsen. Die Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Verteidigungs- und Elektronikindustrie gehören zu den Hauptabnehmern von Kohlenstoffnanoröhren. Die USA sind der größte Markt für Kohlenstoffnanoröhren in Nordamerika. Das Land verfügt über mehrere etablierte Unternehmen und Forschungseinrichtungen wie die Rice University, Houston, Texas; Nanocomp Technologies, Merrimack, New Hampshire; und Zyvex Technologies, Columbus, Ohio, die sich auf ihre Entwicklung und Kommerzialisierung konzentrieren.

Auswirkungen von Covid-19:

Die COVID-19-Pandemie betraf fast alle Branchen in verschiedenen Ländern. Lockdowns, Reisebeschränkungen und Geschäftsschließungen in Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik (APAC), Süd- und Südamerika. Mittelamerika (SAM) sowie der Nahe Osten und die USA. Afrika (MEA) behinderte das Wachstum mehrerer Branchen, darunter der Chemie- und Materialindustrie. Die Schließung von Produktionseinheiten störte die globalen Lieferketten, Produktionsaktivitäten, Lieferpläne sowie den Verkauf wesentlicher und nicht wesentlicher Produkte. Verschiedene Unternehmen erlebten im Jahr 2020 Verzögerungen bei der Produktlieferung und einen Einbruch beim Absatz ihrer Produkte. Aufgrund der pandemiebedingten Wirtschaftsrezession wurden Verbraucher bei ihren Kaufentscheidungen vorsichtiger und wählerischer. Nicht unbedingt notwendige Einkäufe wurden von den Verbrauchern aufgrund geringerer Einkommen und unsicherer Verdienstaussichten, insbesondere in Entwicklungsregionen, deutlich reduziert. Viele Hersteller auf dem Markt für Kohlenstoffnanoröhren mussten aufgrund der geringeren Verbrauchernachfrage in der Anfangsphase der Pandemie einen Gewinnrückgang hinnehmen. Bis Ende 2021 waren jedoch viele Länder vollständig geimpft und die Regierungen kündigten Lockerungen bestimmter Vorschriften an, darunter Lockdowns und Reiseverbote. Die Inbetriebnahme der Produktionseinheiten wirkte sich positiv auf den Markt für Kohlenstoffnanoröhren aus. Darüber hinaus könnten Hersteller die Nachfrage- und Angebotslücke schließen, indem sie mit voller Kapazität arbeiten. Darüber hinaus sind die Export- und Importvolumina im Chemie- und Chemiesektor stark gestiegen. Aufgrund der Lockerung der Grenz- und Handelsbeschränkungen wird die Materialindustrie voraussichtlich deutlich zunehmen.

Wettbewerbslandschaft und Schlüsselunternehmen:

Zu den führenden Akteuren auf dem globalen Markt für Kohlenstoffnanoröhren gehören Nanoshel LLC, NanoLab Inc, Kumho Petrochemical Co Ltd, Klean Industries Inc, LG Chem Ltd und Raymor Industries Inc , Nanocyl SA, Arkema SA, Tokyo Chemical Industry Co Ltd und Cabot Corp unter anderem.