Marktszenario 

Es wird geschätzt, dass der weltweite Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren einen deutlichen Umsatzsprung von 250,8 Millionen US-Dollar im Jahr 2022 auf 3.072,2 Millionen US-Dollar im Jahr 2031 verzeichnen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 32,1 % im Prognosezeitraum 2023–2031 entspricht. 

Einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWNTs) sind zylindrische Kohlenstoffallotrope mit einer großen Oberfläche und einem großen Aspektverhältnis, was sie zu einem eindimensionalen (1D) Material macht. Ihr kleiner Durchmesser und ihr großes Seitenverhältnis sorgen für hervorragende elektrische und mechanische Eigenschaften und machen sie zu einem attraktiven Material für den Einsatz in verschiedenen Branchen. Der globale Markt für SWNTs wird durch die steigende Nachfrage nach erneuerbaren Energiequellen und das Wachstum der Endverbrauchsindustrien im globalen Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren angetrieben. CNTs und ihre Derivate verfügen über hervorragende elektrische Eigenschaften, was sie ideal für den Einsatz in Grundmaterialien wie Polymeren und Verstärkungen macht. Sie bieten ein erhebliches Potenzial für den Einsatz in Elektro- und Elektronikanwendungen sowie in der Automobilindustrie, wo sie in Kraftstoffleitungssystemen eingesetzt werden, um das Risiko von Kraftstoffleitungsbrüchen zu verringern.

Darüber hinaus haben die wachsenden Umweltbedenken hinsichtlich der Verwendung von Erdölprodukten und Kohle als wichtige Energiequellen zu einem verstärkten Einsatz erneuerbarer Energiequellen geführt, was zu einer erhöhten Nachfrage nach SWNTs in diesen Branchen geführt hat. Auch staatliche Initiativen wie Subventionen und Fördermittel steigern die Nachfrage nach SWNTs und beflügeln den Markt für Kohlenstoffnanoröhren im Prognosezeitraum weiter.

Allerdings sind die Herausforderungen bei der Produktionsskalierung und die hohen Preise sowie die steigende Nachfrage nach anorganischen und Bornitrid-Nanoröhren wichtige hemmende Faktoren auf dem globalen Markt für einwandige Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Die hohen Kosten von SWNTs haben ihre Durchdringung in der Industrie eingeschränkt, was sich negativ auf das Wachstum des globalen Marktes für Kohlenstoffnanoröhren auswirken könnte.

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Marktdynamik 

Treiber:

Wachsende Nachfrage nach erneuerbaren Energiequellen

Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) wird die weltweite Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Jahr 2023 voraussichtlich um über 8 % und im Jahr 2024 um fast 6 % wachsen. Dies ist auf die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Sonne, Wind usw. zurückzuführen Wasserkraft, deren Kosten gegenüber herkömmlichen Energiequellen immer wettbewerbsfähiger werden. Tatsächlich hat die IEA prognostiziert, dass erneuerbare Energien in den Jahren 2023 und 2024 90 % des weltweiten Stromkapazitätszubaus ausmachen werden.

Darüber hinaus hat die Verwendung von Erdölprodukten und Kohle als wichtige Energiequelle zu Umweltproblemen wie Luftverschmutzung und Treibhausgasemissionen geführt, die zum Klimawandel beitragen. Infolgedessen setzen Regierungen auf der ganzen Welt Richtlinien und Anreize um, um die Einführung erneuerbarer Energiequellen zu fördern und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen auf dem globalen Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren zu verringern.

Kohlenstoffnanoröhren haben sich aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften wie großer Oberfläche, ausgezeichneter Leitfähigkeit und mechanischer Festigkeit als vielversprechendes Material für den Einsatz in erneuerbaren Energieanwendungen erwiesen. Beispielsweise wurden einwandige Kohlenstoffnanoröhren verwendet, um die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern, indem deren Energiedichte erhöht und die Ladezeiten auf dem globalen Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren verkürzt wurden. Dies wird durch den Einsatz von CNTs als leitfähige Zusatzstoffe in den Elektroden erreicht, was den Elektronen- und Ionentransport innerhalb der Batterie verbessert.

Darüber hinaus wurden CNTs bei der Entwicklung von Superkondensatoren verwendet, die Energie schnell und effizient speichern und abgeben. Superkondensatoren haben potenzielle Anwendungen in Elektrofahrzeugen, erneuerbaren Energiesystemen und Unterhaltungselektronik. CNTs werden in Superkondensatoren als leitfähiges Additiv und als struktureller Träger verwendet, um die mechanische Festigkeit und Stabilität des Geräts zu verbessern.

Schließlich wurden CNTs bei der Entwicklung von Solarzellen verwendet, die einen höheren Wirkungsgrad haben als herkömmliche Zellen auf Siliziumbasis. CNTs auf dem Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren können als transparente leitfähige Elektrode in Solarzellen verwendet werden, was die Lichtabsorptions- und Elektronentransporteigenschaften des Geräts verbessert.

Steigende Nachfrage in Endverbrauchsindustrien

Einwandige Kohlenstoffnanoröhren finden Anwendung in einer Vielzahl von Endverbrauchsindustrien, unter anderem in der Elektronik, Luft- und Raumfahrt sowie der Biomedizin. Die steigende Nachfrage nach SWCNTs in diesen Branchen ist auf ihre einzigartigen Eigenschaften wie hohe Zugfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Oberfläche zurückzuführen, die sie ideal für verschiedene Anwendungen machen. Beispielsweise werden SWCNTs bei der Entwicklung leitfähiger Polymerverbundwerkstoffe verwendet, die in der Bau- und Automobilindustrie weit verbreitet sind.

Einschränkungen:

Herausforderungen bei der Produktionsskalierung

Trotz der wachsenden Nachfrage nach dem Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren bleibt die kommerzielle Produktion von SWCNTs eine große Herausforderung. Die Herstellung von SWCNTs erfordert komplexe und teure Prozesse, die ihre Produktion in großem Maßstab einschränken. Dies hat zu hohen Preisen für SWCNTs geführt, die ihre Verbreitung in verschiedenen Branchen eingeschränkt haben.

Konkurrenz durch andere Nanomaterialien

Während SWCNTs über einzigartige Eigenschaften verfügen, die sie ideal für verschiedene Anwendungen machen, stehen sie im Wettbewerb mit anderen Nanomaterialien wie unter anderem Graphen- und Bornitrid-Nanoröhren. Diese Nanomaterialien haben ähnliche oder bessere Eigenschaften als SWCNTs und sind vergleichsweise einfacher und kostengünstiger herzustellen. Es wird erwartet, dass dieser Wettbewerb das Wachstum des Marktes für einwandige Kohlenstoffnanoröhren in den kommenden Jahren bremsen wird.

Segmentanalyse

Nach Typ:

Kohlenstoffnanoröhren in Sesselform haben eine besondere Form und einzigartige elektronische Eigenschaften, die sie für elektronische und optische Anwendungen sehr gefragt machen. Sie sind für ihre hohe Leitfähigkeit und ihren geringen Widerstand bekannt, was sie ideal für den Einsatz in integrierten Schaltkreisen, Transistoren und Sensoren macht. 

Chirale Kohlenstoffnanoröhren hingegen haben eine helikale Form und weisen je nach Chiralität unterschiedliche optische und elektronische Eigenschaften auf. Sie haben ein hohes Potenzial für den Einsatz in Anwendungen wie der Nanoelektronik, Biosensoren und Arzneimittelverabreichungssystemen.

Nach Syntheseverfahren:

Der Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren wird nach Syntheseverfahren in Lichtbogenentladung, Laserablation, chemische Gasphasenabscheidung, Hochdruck-Kohlenmonoxid und andere unterteilt. Von diesen Segmenten wird erwartet, dass der chemische Abscheidungsprozess bis 2027 mehr als 45 % des Umsatzanteils ausmachen wird. 

Dies ist auf die steigende Nachfrage nach chemischen Abscheidungsprozessen bei der Herstellung hochwertiger einwandiger Kohlenstoffnanoröhren mit gewünschten Eigenschaften für verschiedene Anwendungen wie Energiespeicherung, Elektronik und biomedizinische Geräte zurückzuführen. Darüber hinaus bietet der chemische Abscheidungsprozess mehrere Vorteile gegenüber anderen Syntheseprozessen, wie z. B. Skalierbarkeit, Reproduzierbarkeit und Kontrolle über Größe, Durchmesser und Chiralität von Nanoröhren. 

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Per Antrag:

Der globale Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren ist in Anwendungen wie leitfähige Klebstoffe, leitfähige Polymerverbundstoffe, feuerhemmende Kunststoffe, Li-Ionen-Batterieelektroden, Metallmatrix-Verbundwerkstoffe, Strukturpolymer-Verbundwerkstoffe, Sensoranwendungen und andere unterteilt. Es wird erwartet, dass leitfähige Polymerverbundstoffe aufgrund ihrer steigenden Nachfrage in verschiedenen Anwendungen bis 2027 mehr als 43 % des Umsatzes im Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren generieren werden. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Hochleistungsbatterien in verschiedenen Endverbrauchsindustrien wird bei Li-Ionen-Batterieelektroden ein deutliches Wachstum erwartet. Feuerhemmende Kunststoffe und Metallmatrix-Verbundwerkstoffe sind weitere wichtige Anwendungen einwandiger Kohlenstoffnanoröhren.

Von Endbenutzern:

Nach Endverbrauchern ist der Markt in Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Automobil, Elektronik und Halbleiter, Energie, Chemie, Sportartikel und Freizeitprodukte, Biomedizin und andere unterteilt

Das Segment Elektronik und Halbleiter soll bis 2027 einen Umsatzanteil von mehr als 30 % haben. Das Segment ist aufgrund seiner einzigartigen elektrischen und optischen Eigenschaften stark von Kohlenstoffnanoröhren abhängig. Darüber hinaus haben Kohlenstoffnanoröhren ein hohes Potenzial für den Einsatz in der Energiespeicherung. Kohlenstoffnanoröhren werden bei der Entwicklung leistungsstarker elektronischer Geräte wie Transistoren, Sensoren und Displays verwendet. Geräte wie Batterien und Superkondensatoren aufgrund ihrer großen Oberfläche und elektrischen Leitfähigkeit. 

In der biomedizinischen Industrie werden Kohlenstoffnanoröhren aufgrund ihrer einzigartigen optischen und chemischen Eigenschaften für die Arzneimittelverabreichung und die Krebsbildgebung eingesetzt. Sie haben ein hohes Potenzial für die Entwicklung neuer Therapien für verschiedene Krankheiten wie Krebs und neurologische Erkrankungen.

Regionale Analyse 

Es wird prognostiziert, dass die Region Asien-Pazifik im Prognosezeitraum den größten Einfluss auf dem globalen Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren haben wird. Dies ist vor allem auf die sich schnell entwickelnden Volkswirtschaften von Ländern wie China, Indien und Japan zurückzuführen, die voraussichtlich erheblich zum Wachstum des Marktes in der Region beitragen werden.

Insbesondere China wird voraussichtlich den größten Beitrag zum Marktwachstum in der Region leisten. Das Land hat sich zu einem weltweit führenden Hersteller und Verbrauch von Kohlenstoffnanoröhren entwickelt und seine schnell wachsende Wirtschaft treibt die Nachfrage nach fortschrittlichen Technologien und Materialien voran. Die chinesische Regierung hat außerdem stark in Forschung und Entwicklung investiert, was zur Entstehung neuer Anwendungen für Kohlenstoffnanoröhren geführt hat, beispielsweise zur Wasserstoffspeicherung, Supraleiter, Filter und Kondensatoren.

Darüber hinaus wird geschätzt, dass die Region Asien-Pazifik im Prognosezeitraum mit der höchsten CAGR wächst. Dies ist auf die steigende Nachfrage nach einwandigen Kohlenstoffnanoröhren aus verschiedenen Endverbrauchsindustrien zurückzuführen, darunter Elektronik, Luft- und Raumfahrt, Energie und Gesundheitswesen. Auch die wachsende Bevölkerung und das steigende verfügbare Einkommen in der Region tragen zum Wachstum dieser Industrien bei und treiben damit die Nachfrage nach Kohlenstoffnanoröhren an.

Darüber hinaus bietet der asiatisch-pazifische Raum viele Möglichkeiten für Branchenakteure, die bereit sind, in die wachsenden Anwendungsbereiche zu investieren. Die Region verfügt über eine große Verbraucherbasis und hochqualifizierte Arbeitskräfte, was sie zu einem attraktiven Ziel für ausländische Investitionen macht. Darüber hinaus setzen die Regierungen vieler Länder in der Region günstige Maßnahmen um, um das Wachstum ihrer jeweiligen Volkswirtschaften zu fördern und so ein günstiges Umfeld für das Gedeihen von Unternehmen zu schaffen.

Wettbewerbslandschaft

Zu den Hauptakteuren auf dem globalen Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren zählen unter anderem OCSiAl, Thomas Swan & Co. Ltd, KH Chemicals, Cnano Technology Limited, Continental Carbon Nanotechnologies, Inc, Zeon und Chasm. 

Durch umfangreiche Untersuchungen wurde festgestellt, dass große Player verschiedene Wettbewerbsstrategien wie Fusionen und Übernahmen übernommen haben, um die aufstrebenden Märkte im Griff zu haben. Darüber hinaus erweitern führende Unternehmen ihre geografischen Grenzen durch die Übernahme kleiner Marken und inländischer Unternehmen.

Liste der profilierten Schlüsselunternehmen:

• Arkema SA
• Arry International Group Limited
• Carbon Solutions, Inc
• Chasm Advanced Materials, Inc
• Cheap Tubes Inc.
• Cnano Technology Limited
• Continental Carbon Nanotechnologies, Inc.
• Klean Industries Inc.
• Nano-C Inc.
• Nanocyl SA
• NanoLab Inc
• Nanoshel LLC
• OCSiAl
• Thomas Swan & Co. Ltd
• KH Chemicals
• Zeon Nano Technology Co., Ltd
• Raymor
• Andere prominente Spieler

Segmentierungsübersicht 

Der globale Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren ist nach Typ, Syntheseprozess, Anwendung, Endbenutzer und Region segmentiert. 

Nach Typ ist das Segment des globalen Marktes für einwandige Kohlenstoffnanoröhren unterteilt in:

• Sesselform aus Kohlenstoffnanoröhren
• Zickzackförmige Kohlenstoffnanoröhre
• Kohlenstoffnanoröhre in chiraler Form

Nach Syntheseprozess ist das Segment des globalen Marktes für einwandige Kohlenstoffnanoröhren unterteilt in:

• Lichtbogenentladung
• Laserablation
• Chemische Gasphasenabscheidung
• Hochdruck-Kohlenmonoxid
• Andere

 Nach Anwendungssegment ist der globale Markt für einwandige Kohlenstoffnanoröhren unterteilt in:

• Leitfähige Klebstoffe
• Leitfähige Polymerverbundwerkstoffe
• Feuerhemmende Kunststoffe
• Li-Ionen-Batterieelektroden
• Metallmatrix-Verbundwerkstoffe
• Strukturelle Polymerverbundwerkstoffe
• Sensoranwendungen
• Andere

Nach Endbenutzern ist das Segment des globalen Marktes für einwandige Kohlenstoffnanoröhren unterteilt in:

• Luft- und Raumfahrt & Verteidigung
• Automobil
• Elektronik und Halbleiter
• Energie
• Chemikalien
• Sportartikel und Freizeitprodukte
• Biomedizinisch
• Andere industrielle Anwendungen

Nach Regionen ist das Segment des globalen Marktes für einwandige Kohlenstoffnanoröhren unterteilt in:

• Nordamerika
  • Die USA
  • Kanada
  • Mexiko
• Europa
  • Großbritannien
  • Deutschland
  • Frankreich
  • Italien
  • Spanien
  • Polen
  • Russland
  • Restliches Europa
• Asien-Pazifik
  • China
  • Indien
  • Japan
  • Australien und Neuseeland
  • ASEAN
  • Rest des asiatisch-pazifischen Raums
• Naher Osten und Afrika (MEA)
  • Vereinigte Arabische Emirate
  • Saudi-Arabien
  • Südafrika
  • Rest von MEA
• Südamerika
  • Argentinien
  • Brasilien
  • Rest von Südamerika