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カーボンナノチューブ2023-2033年：市場、技術、プレーヤーCarbon Nanotubes 2023-2033: Market, Technology & Players 活況を呈するリチウムイオン電池需要がカーボンナノチューブ市場の成長を牽引 何年にもわたり期待されてきたナノカーボンが、初めて市場に大々的に採用されようとしている。CNTは数十年前から知られてお... もっと見る
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サマリー
活況を呈するリチウムイオン電池需要がカーボンナノチューブ市場の成長を牽引
何年にもわたり期待されてきたナノカーボンが、初めて市場に大々的に採用されようとしている。CNTは数十年前から知られており、多くの商業的関与があり、いくつかの驚異的な特性もあるが、これまでは主に特定の用途に限定され、市場での販売も比較的少なかった。IDTechExは、主にエネルギー貯蔵におけるCNTの役割によって、今後10年間のCNT市場の力強い成長を予測している。
この市場レポートは、メーカー、材料とプロセスの状況、用途、予測を含むCNT産業の包括的な概観を提供する。
カーボンナノチューブ（CNT）は何十年も前から知られていましたが、商業的に大きく成長する瞬間が今、訪れようとしています。拡張、提携、買収、市場導入の拡大を通じて、真の市場での成功が初めて実現されつつあることが明確に示されている。
本レポートでは、10年間のきめ細かな市場予測、プレーヤー分析、技術ベンチマーク、コア・アプリケーション分野の深堀りを行っている。この詳細な技術分析は、ナノカーボンの分野における長い歴史に基づき、主要企業および新興企業への一次インタビューに基づいています。
テクノロジー
CNTの可能性については紹介するまでもないだろう。機械的特性から熱伝導性、電気伝導性、そしてそれ以上に至るまで、エキサイティングなナノスケール特性が実現できれば、世界的なインパクトは甚大なものになるだろう。しかし、よく知られているように、現実は理論上の理想から大きくかけ離れている。
さまざまな種類のナノチューブには、幅広い技術と製造準備がある。ナノチューブの製造は最初の一歩に過ぎず、どのように機能化し、精製・分離し、統合するかを理解するためには、多くの検討が必要である。本レポートでは、MWCNTs、FWCNTs、SWCNTs の物理的・経済的特性のベンチマークを詳細に解説し、市場の成功に不可欠な後処理・分散技術の主要な進歩についても触れています。
また、"マクロCNT "製品は、シート/ベールやヤーンの形で製造されるのが一般的です。核となる有益な特性をナノスケールに変換するには、技術的な課題が数多くありますが、有望な結果や新たな用途が観察されています。この中で、垂直配向CNT（VACNT）は、ナノチューブ固有の異方性を利用した最もエキサイティングな分野の一つです。
また、既存の競争相手と新たな競争相手を考慮することも重要である。ほとんどの用途において、CNTは添加剤として作用し、チョップドカーボンファイバーからカーボンブラック、グラフェンまで、他の導電性炭素材料と競合している。
プレーヤー
MWCNT の生産は、そのほとんどが触媒 CVD プロセスを採用し、長い間確立されてきたが、MWCNT の生産とその後処理方法には、技術的・経済的な改善が残されている。本レポートでは、主要メーカーとそのサプライチェーンについて詳述する。地理的には、東アジアが支配的な地位を占めており、設備容量と計画容量の両方でリードしている。
MWCNTに関しては、3つの重要なニュースがある。Jiansgu Cnano Technologyの資金調達と拡張計画、LG Chemの生産能力増強、Cabot Corporation（以前SUSNを買収）による投資である。この動きの大半は、エネルギー貯蔵市場と、現在および次世代のリチウムイオン電池のいずれかの電極の導電性添加剤としてCNTが果たす役割に関連している。しかし、彼らだけでなく、躍進している企業は他にもあり、必然的な統合によって、今が成長の時なのだ。
下図に見られるように、この拡張計画は今回が初めてではない。2011年までの間に、いくつかの拡張計画があったが、結局は時期尚早であったことが判明した。しかし、この間、稼働率は上昇し、エンドユーザーは真の付加価値がある応用分野を見つけ、実験を続けた。2020年以降は、活況を呈する電気自動車市場におけるリチウムイオン電池用正極の役割に牽引され、新たな拡張の時代に突入する。
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生産から機能化、統合に至るまで、まだ多くの技術革新と開発が必要だ。これは、非常に高いアスペクト比を持つユニークな種の形成、他の添加剤と組み合わせたハイブリッド製品の形成、代替原料の使用、あるいは高導電性連続糸の形成などである。
SWCNTsは、より早い段階にあるが、商業活動はまだ高いレベルにある。CO原料の使用から、プラズマプロセスや燃焼合成まで、その製造方法は多様化している。本レポートでは、これらの各プロセスについて、主要なプロフィールとプレーヤーの分析を行っている。重要なパートナーシップが確立され、いくつかの事業が拡大し、そして重要なことに市場活動が活発化する中で、これらの材料は商業的な旅路の始まりにある。
市場
本レポートでは、MWCNTs、DWCNTs、SWCNTs の 10 年間の詳細な予測を、最終用途別に区分しています。
MWCNTは、熱界面材料からコーティングまで数多くの応用分野がありますが、主要な分野は、エネルギー貯蔵とポリマーの添加剤です。
エネルギー貯蔵： 電化の需要に後押しされ、この市場は活況を呈しており、CNTは有利な立場にある。ナノチューブは、現在のリチウムイオン電池と次世代リチウムイオン電池の設計において、いずれかの電極に導電性添加剤として作用し、比較的小さな重量％を組み込むことでエネルギー密度を大幅に高めることができる。導電性の向上は明らかだが、機械的特性もまた、電極の厚み、より広い温度範囲、またはより高い容量を与える材料を可能にする固定力を提供する上で非常に重要である。どのように分散させるか、バインダーと併用するかしないか、他の添加剤と組み合わせるかは、すべて報告書の中で詳細に検討されている。対応可能な市場には及ばないが、ウルトラキャパシタにおけるCNTの役割にも重要な進展があり、専用の章で検討されている。
ポリマー添加剤： ポリマーマトリックス単体でも、繊維強化ポリマー複合材料内でも、CNTはそのブレンド特性によって重要な役割を果たすことができる。その範囲は、複合材料の積層における層間強度の向上から静電気放電能力の向上まで多岐にわたる。この分野では、燃料システムや電子パッケージングなど、いくつかの長年の成功例があるが、エネルギー貯蔵が劇的に増加し、それに応じて価格も低下しているため、今後10年間で、さらに多くの用途が開拓されるだろう。
SWCNTは、特にエネルギー貯蔵やエラストマー用途の添加剤として、MWCNTと競合することになりますが、そのユニークな特性から、メモリ、センサー、その他のエレクトロニクス用途などの新規分野でも牽引力を増しています。
カーボンナノチューブ2023-2033年：この調査レポートはカーボンナノチューブの2023年から2033年までの市場、技術、プレーヤーを分析・予測したものです。IDTechExはナノカーボンの分野で豊富な経験を持ち、テクニカルアナリストとインタビュー主導のアプローチにより、この多様で拡大する産業に関する公平な見通し、ベンチマーク調査、プレーヤー評価を読者に提供します。
主要な側面
カーボンナノチューブ市場におけるプレーヤーの評価：
カーボンナノチューブ技術の分析：
カーボンナノチューブの最も重要な応用分野についての詳細な説明：
カーボンナノチューブ市場予測：
目次
Summary
この調査レポートは、主にエネルギー貯蔵におけるCNTの役割によって、2023-2033年のCNT市場の成長を予測しています。
主な掲載内容（目次より抜粋）
Report Summary
Carbon nanotube market growth driven by booming lithium-ion battery demand
After years of promise, we are witnessing the first major market adoption of nanocarbons. Although known for several decades, with a large amount of commercial engagement, and some extraordinary properties, CNTs have largely been kept to specific applications and relatively low market sales until now. IDTechEx forecast strong growth for the CNT market over the coming decade, driven primarily by the role of CNTs in energy storage.
This market report gives a comprehensive overview of the CNT industry including the manufacturers, material and process landscape, applications, and forecasts.
Carbon nanotubes (CNTs) have been known for many decades, but the moment of significant commercial growth is now upon us. Through expansions, partnerships, acquisitions, and greater market adoption there are clear indicators that true market success is being realized for the first time.
This report gives granular 10-year market forecasts, player analysis, technology benchmarking, and a deep-dive in core application areas. This detailed technical analysis is built on a long history in the field of nanocarbons and is based on primary-interviews with key and emerging players.
Technology
The potential for CNTs needs no introduction. If the exciting nanoscale properties, from mechanical to thermal & electrical conductivity and beyond, can be realized, then the global impact will be profound. However, as is well known, the reality is much further from the theoretical ideals.
There is a wide range of technology and manufacturing readiness for the different types of nanotubes. Making the nanotubes is just the first step; a large amount of consideration needs to go into understanding how they can be functionalized, purified and/or separated, and integrated. This report goes into extensive detail benchmarking the physical and economic properties of MWCNTs, FWCNTs, and SWCNTs; it extends to key advancements in this post-processing and dispersion technology, which is an essential part for any market success.
There is also the trend to making "macro-CNT" products most commonly in the form of sheets/veils or yarns. There are numerous technical challenges in translating the core beneficial properties from the nanoscale, but some promising results and emerging applications are being observed; within this, vertically aligned CNTs (VACNTs) are one of the most exciting areas taking advantage of the inherent anisotropy of the nanotubes.
It is also important to consider the incumbent and emerging competition. In most applications the CNTs are acting as an additive and competing against other conductive carbon materials from chopped carbon fiber to carbon black and graphene; the combination of properties is essential for adoption and looking beyond to non-tradition figures-of-merit can give indication of where the market potential lies.
Players
MWCNT production has been established for a long time with most employing a catalytic CVD process, but there remain technical and economic improvements to the MWCNT production and how they are post-processed. This report details the key manufacturers and those further up the supply chain; geographically East Asia has taken a dominant position and leads the way in both installed and planned capacity.
For MWCNTs there are 3 key news stories: the funding raised and planned expansion of Jiansgu Cnano Technology, the increasing LG Chem capacity, and the investment by Cabot Corporation (having previously acquired SUSN). Most of this movement is linked with the energy storage market and the role CNTs can play as conductive additives for either electrode in both current and next-generation lithium-ion batteries. However, they are not alone, there are other companies making great strides and with the inevitable consolidation the time for growth is now.
This is not the first-time this expansion has been planned, as seen in the figure below. In the build up to 2011, there were several expansions that ultimately proved premature; as a result some players left the field and a subsequent period of capacity stagnation was observed. However, during this period utilization grew and end-users continued to experiment and find application areas where there is genuine added value. Beyond 2020, we are entering into a new age of expansions, driven by the role in cathodes for lithium-ion battery within the booming electric vehicle market.
That is not to say this is a done deal, there is still a large amount of innovation and development from production to functionalization and integration. This could be in forming unique species with a very high-aspect ratio, forming hybrid products in conjunctions with other additives, using alternative feedstocks or forming highly conductive continuous yarns.
SWCNTs are at an earlier stage but there is still a high-level of commercial activity. There is more diversity in the manufacturing from using CO feedstocks to plasma processes and combustion synthesis. This report goes through each of these processes with key profiles and player analysis. With key partnerships being established, some expansion and crucially some market activity these materials are at their start of their commercial journey.
Markets
This report provides granular 10-year forecasts for MWCNTs and DWCNTs & SWCNTs segmented by end-use application.
MWCNTs have numerous application areas from thermal interface materials to coatings but the key sectors are as an additive in energy storage and polymers.
Energy storage: Driven by the demand for electrification, this market is booming and CNTs are well positioned. The nanotubes act as a conductive additive for either electrode in both current and next-generation lithium-ion battery designs, incorporation of a relatively small weight % can have a significant boost to energy density. The enhanced conductivity is obvious, but the mechanical properties are also very important in providing anchorage that enables thicker electrodes, wider temperature range, or materials that give a higher capacity. How they are dispersed, used with or without a binder, and combined with other additives are all examined in extensive detail within the report. Although lacking the same addressable market, there are also key developments in the role of CNTs for ultracapacitors that are explored in a dedicated chapter.
Polymer additives: Either in a standalone polymer matrix or within a fiber reinforced polymer composite, CNTs can play a significant role through their blend of properties. This can range from improving interlaminar strength in composite layups to improving the electrostatic discharge capabilities. There have been some longstanding success stories here including for fuel systems and electronic packaging, but with energy storage dramatically increasing the volume, and the price correspondingly dropping, more applications will open up over the next decade.
SWCNTs will compete with MWCNTs, particularly as additives for energy storage and elastomer applications, but given their unique properties they are also gaining traction in novel areas such as memory, sensors, and other electronic applications.
Carbon Nanotubes 2023-2033: Market, Technology, Players provides a definitive assessment of this market. IDTechEx has an extensive history in the field of nanocarbons and their technical analysts and interview-led approach brings the reader unbiased outlooks, benchmarking studies, and player assessments on this diverse and expanding industry.
Key aspects
An evaluation of players in the carbon nanotube market:
An analysis of carbon nanotube technologies:
A detailed account of the most critical application areas for carbon nanotubes:
Carbon nanotube market forecasts:
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