グラフェン複合材市場：製品タイプ別（ポリマーベース、金属ベース、セラミックベース）、アプリケーション（航空宇宙および防衛、自動車）、および地域別の情報 - 2030年までの予測

市場概況

世界のグラフェン複合材市場規模は1,612万米ドルと評価され、予測期間中に2億600万米ドルに達すると予想され、 CAGRは37.5%と予測されています。

グラフェンは、ハニカム状の結晶格子に配置された、結合した炭素原子の 2 次元シートです。この配置により、グラフェンに平面構造が与えられます。最も精製された形状のグラフェンは厚さが原子 1 個だけですが、最大 10 層以上の炭素層を含むシートでグラフェンを製造することも可能です。複合材料は、異なる品質を持つ 2 つ以上のコンポーネントを混合して、独自の特性を持つ最終製品を作成することによって作られます。

これらの材料は、最終的な複合構造内で融合したり分解したりすることはなく、そのアイデンティティを保持します。複合材料は、さまざまなコンポーネントの組み合わせの性質により、従来の材料よりも強く、軽く、耐久性が高くなります。グラフェンベースの複合材料には、軽量、耐食性、良好な導電性など、数多くの利点があります。グラフェン複合材料ベースの航空機の翼には、翼の落下重量の大幅な軽減、落雷による損傷の破壊的影響の軽減、燃料効率と航続距離の向上など、さまざまな利点があります。グラフェン複合材料の将来性には、臨床インプラント、航空工学材料、再生可能エネルギーなどの用途が含まれます。

グラフェン複合材料は、優れた機械的、電気的、光学的、寸法的、温度安定性、耐衝撃性、および耐火性を提供します。さらに、グラフェンをポリマー、金属、その他の化合物と混合して、耐熱性、導電性、その他の複合材料を作成することもできます。たとえば、ゴムにグラフェンを加えると、ゴムの伝導性、不透過性、強度が向上します。今後数年間で、グラフェン複合材料の必要性が大幅に高まる可能性があります。これは、エネルギー貯蔵、自動車、航空機の部品におけるグラフェン複合材料の使用が増加しているためです。さらに、航空宇宙産業などの発展途上国での顧客ベースの増加により、予測期間中にグラフェン複合材料の需要が増加すると予想されます。ただし、市場にある代替品は、予測期間中の世界のグラフェン複合材料市場の成長を妨げるとも予測されています。対照的に、米国や中国などの国は、グラフェン複合材料の研究開発を強化しています。これにより、今後数年間のグラフェン複合材料市場が刺激されるでしょう。

市場動向

市場の成長を促進するために軽量素材の増加

グラフェン複合材料は、その熱耐久性、導電性、優れた剛性、軽量特性により、航空宇宙産業や自動車産業における軽量材料の需要の高まりにより、大きな需要が高まっています。グラフェンやその複合材料などの先端材料は、性能や安全性を犠牲にすることなく現在の自動車の燃料消費量を削減するために不可欠です。マグネシウム (Mg) 合金、高張力鋼、グラフェン複合材料などの軽量材料の加速には、一般的な鋼や鋳鉄よりも少ないエネルギーで済みます。グラフェン複合材料などの新たな進歩は車両の重量を 10% ～ 15% 削減できるため、車両の経済性を向上させる大きな可能性をもたらします。この車両重量の軽量化により、燃費は 6% ～ 10% 向上します。

成長を促進するための研究開発費の増加

米国、中国、その他の国ではグラフェンの研究開発が急速に進んでいます。政府の有利な政策や資金調達など、いくつかの要因が研究開発の増加に貢献しています。多くの国が、グラフェンとその誘導体の生産技術を強化するための研究と革新の試みを拡大しようとしています。さらに、後進国のグラフェン複合材サプライヤーは技術的に遅れています。中国はグラフェンおよびグラフェン関連品目の特許取得および出版を主導する国となった。グラフェンと複合材料に多額の投資を行ってきた。中国は製造業における革新的な素材の重要性を高めるつもりだ。

市場の阻害要因

グラフェン強化複合材料の高コスト

グラフェン複合材料はその多機能性により、いくつかの業界の幅広い用途に採用される可能性があります。ただし、これらの複合材料のコストが高いため、世界のグラフェン複合材料市場の成長が阻害されています。グラフェン複合材料の価格は、品質、生産コスト、グラフェンの価格によって異なります。ただし、グラフェンは汎用材料ではありません。各アプリケーションには独自のグレードとさまざまなグラフェンが必要であり、これらのグレードの価格は異なります。

主要な市場機会

グラフェン生産者の増加

軽量、圧縮強度、高い耐熱性、導電性などのグラフェンのユニークな特性により、その産業用途が拡大します。自動車、航空宇宙、医療業界のさまざまな部品やコンポーネントの製造に使用されています。 Vorbeck、Angstron Materials、XG Sciences、AGM、Graphenea などの大手グラフェン メーカーは、グラフェンの生産効率の向上と製品マーケティングの促進に重点を置いています。 AGM、ダイソン、プロクター・アンド・ギャンブルは、グラフェンの実用的な用途を発見するために協力しました。さらに、AGM はエタノールからグラフェンを製造する代替方法を考案しました。これにより、グラフェンの製造における天然資源への依存が軽減されます。ヨーロッパ最大のグラフェン生産会社の 1 つである Graphenea は、Repsol の支援を受けて生産能力の拡大に注力しています。さらに、アジア太平洋地域の企業は、生産能力を増強することでグラフェンの商業化に向けて重要な措置を講じています。したがって、グラフェン製造業者の数の増加と、生産能力を向上させるための企業の共同努力が、世界のグラフェン複合材料市場の拡大を推進する可能性があります。

分析

世界のグラフェン複合材市場は、製品タイプ、用途、地域に基づいて二分化されています。

製品タイプ別

複合材市場は、製品タイプに基づいてポリマーベース、金属ベース、セラミックベースなどに分類されます。

ポリマーベースのグラフェン複合材料は、予測期間中の CAGR が 37.5% で、1 億 3,400 万米ドルの最大の市場シェアを保持すると推定されています。ポリマーにグラフェンを添加すると、プラスチック容器、ガソリンタンク、風力タービン、スポーツ用品、医療用インプラントなど、さまざまな用途に使用できる優れた機械的、熱的、電気的特性を備えた材料が生成されます。ポリマーベースのグラフェン複合材料は、軽量で加工性に優れているため、主に自動車産業や航空宇宙産業で使用されています。 Sixth Element (Changzhou) Materials Technology は、さまざまなプラスチックポリマー複合材料の機械的、熱的、電気的特性を改善する新しい配合物を生成するための研究開発に継続的に投資しています。

セラミックベースのグラフェン複合材料は、CAGR 40% という最も急速な成長を遂げ、2030 年までに 2,100 万米ドルに達すると予想されています。セラミックベースの複合材料は、セラミック層に包まれた連結したグラフェンセルで構成され、航空宇宙、センサー、その他の用途に利用されています。グラフェンは、原子層堆積技術を使用してセラミックシートと化学的に結合されます。グラフェンとセラミックの複合材料の優れた耐熱性は、航空機の熱シールドとして役立ちます。セラミックベースのグラフェン複合材料市場の拡大を妨げる問題の一つに、セラミックベースの複合材料の不十分な性能がありました。多くの業界参加者や研究機関が米国と中国でイノベーション活動を強化しているため、今後数年間で拡大すると予想されています。研究開発業務の目的は、生産プロセスの進歩によりグラフェン・セラミック複合材料の市場を拡大することです。

用途別

グラフェン複合材料市場は、アプリケーションに基づいて、スポーツおよびウェアラブル製品、航空宇宙および防衛、自動車、建築および建設、エネルギー貯蔵および発電などに分類されます。

自動車セクターは8,600万米ドルの最大の市場シェアを有し、予測期間中のCAGRは37.5%であると推定されています。多くの研究により、ポリマーに少量のグラフェンを組み込むと、複合材料の弾性率、引張強度、熱伝導率、電気伝導率、熱安定性が大幅に向上することが示されています。これらのさまざまな特性に基づいて、グラフェンポリマー複合材料は構造複合材料としても機能複合材料としても実行可能であり、自動車産業での使用の潜在的な選択肢となっています。車両の軽量化への取り組みにより、軽量材料の使用が増加し、グラフェン複合材料の需要が増加しています。しかし、グラフェンベースの製品を大規模に製造するための新しい技術が存在しないことが、自動車分野でのグラフェンベースの複合材料の導入を妨げる問題の 1 つです。

航空宇宙・防衛分野も、CAGR が 38.7% と最も高く、2030 年までに 5,000 万米ドルに達すると予測されている分野です。グラフェン複合材料で作られた航空宇宙・防衛用品は軽量で、優れた耐熱性と高い機械的強度を備えています。グラフェン複合材料の軽量特性は航空部品の軽量化に役立ち、航空機の効率が向上して燃料の節約が期待されます。

地域分析

世界のグラフェン複合材料市場の地域セグメントには、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEAが含まれます。

アジア太平洋と北米が地域市場を支配すると予想される

北米は売上高で37.8%のCAGRで成長し、予測期間中に1億500万米ドルに達すると予想されています。これは確立された産業部門の結果です。パッケージングや自動車などの最終用途産業向けの新しいグラフェン複合材の導入は、主に研究開発への多額の支出に起因しており、これが北米のグラフェン複合材市場の成長を促進しています。北米におけるグラフェン複合材料の市場成長要因には、航空宇宙や自動車などの確立された消費者基盤が含まれます。さらに、かなりのエネルギー、センサー、コーティング、生物医学用途がグラフェン複合材料市場を推進しています。

北米は最も有望な市場地域です。地域市場の拡大は主に米国とカナダによって推進されています。航空宇宙、軍事、電子産業向けの次世代グラフェンの製造に協力する研究機関や大学の数、製品メーカーの数が増加し、市場価値が高まることが予想されます。米国は、あらゆる種類のグラフェン製品の市場リーダーの本社の本拠地です。

アジア太平洋地域は、予測期間中に1億2,100万米ドルのシェアと38.5%のCAGRで地域市場を支配すると予想されます。中国は、建設、エレクトロニクスなどの業界で顧客ベースを確立し、増加させているため、重要な国です。さらに、かなりの数の金属およびポリマーのメーカーがあり、これは地元のグラフェン複合材メーカーにとって重要な要素です。アジア太平洋地域は、医療インプラントのニーズを促進すると予想される医療費の増加など、いくつかの変動要因により、最も重要な市場地域の 1 つです。その結果、グラフェン複合材料の必要性が高まっています。さらに、中国やインドなどの航空宇宙分野の成長により、将来的にグラフェン複合材料の需要が増加すると予想されます。さらに、インドの建設および自動車産業の進歩により、予測期間中に世界のグラフェン複合材市場に収益性の高い見通しが生まれると予想されます。

最近の動向

• 2022 年、G6 Materials Corp は、Graphene-Supermarket.com の再設計された Web サイトの立ち上げを発表しました。
• 2022 年、グラフェン コンポジット社は、研究開発プログラムにおいて特許取得済みのナノ材料製品の 1 つをライセンス供与する契約を NASA と締結しました。
• 2022 年、グラフェン コンポジット社は、接触時にウイルスや細菌を破壊する GC Haloä と呼ばれる空気充填材用の独自のコーティングを発明しました。