Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) sind röhrenförmige Moleküle aus gerollten Graphenschichten und besitzen herausragende elektrische, thermische und mechanische Eigenschaften. Sie existieren in zwei Hauptformen: einwandige CNTs (SWCNTs) und mehrwandige CNTs (MWCNTs). Aufgrund ihres hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses, ihrer Leitfähigkeit, Flexibilität und ihrer nanoskaligen Abmessungen finden sie zunehmend Anwendung in der Elektronik, Energiespeicherung, Verbundwerkstoffen, Sensoren und biomedizinischen Anwendungen.

Es wird erwartet, dass der Markt für Kohlenstoffnanoröhren von 6,45 Milliarden US-Dollar im Jahr 2023 auf 18,01 Milliarden US-Dollar im Jahr 2031 anwachsen wird. Für den Markt wird von 2023 bis 2031 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 13,7 % erwartet.

Schlüsselsegmente

Nach Typ

Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren

Einwandige Kohlenstoffnanoröhren

Nach Anwendung

Elektronik und Halbleiter

Energiespeicherung

Strukturverbundwerkstoffe

Luft- und Raumfahrt und Verteidigung

Medizinisch

Beispielbericht erhalten: https://www.theinsightpartners.com/sample/TIPRE00004215

Wachstumsstrategien

F&E-Ausgaben zur Verbesserung der Produktionseffizienz (Ausbeute, Maßstab, Einheitlichkeit, Reinheit), zur Kostensenkung und zur Entwicklung neuer Synthesetechniken, z. B. verbessertes Katalysatordesign, skalierbare CVD oder neue Vorläufer.

Partnerschaften, Übernahmen, Kooperationen : Zusammenarbeit mit Unternehmen mit komplementären Technologien (z. B. Batteriehersteller, Verbundwerkstoffunternehmen, Elektronik-OEMs) oder Übernahme von Unternehmen mit bestimmten Fähigkeiten (z. B. hochreine SWCNTs).

Increased production capacity particularly in areas of low manufacturing cost and favorable regulation. Increasing MWCNT capacity is generally simpler; increasing high purity SWCNT is harder but with high margin.

Value chain development and vertical integration: entering downstream markets (composites, electronics, energy storage) instead of being raw CNT supplier.

Sustainability and green manufacturing: minimizing environmental impact, waste, energy usage, working towards recyclability, employing bio based or waste carbon feedstocks. Also, safety & regulatory compliance. This becomes more critical to customer acceptance and regulation.

Future Trends

Increased purity, chirality control, and homogeneity of SWCNTs: as electronics, semiconductors, flexible displays etc. continue to grow in demand, requiring homogeneous properties (e.g. semiconducting versus metallic behavior).

CNT integration into energy storage and EVs: with increasing adoption of electric vehicles, supercapacitors, battery electrodes, conductive battery pack additives will be principal application fields.

Advanced composites & smart materials: multifunctional capability CNT reinforced materials, e.g. electrical/thermal conductivity + mechanical strength + potentially sensing.

Biomedical applications: drug delivery, imaging, sensors, if regulatory and toxicity issues are solved. Surface functionalization will be critical.

Sustainability trends: less-green production processes, renewable feedstocks, reduced energy synthesis, recycling, and regulation enhancing environmentally safe operations. Also concerning health/environmental safety of CNTs per se.

Opportunities:

Increased demand in EVs, electronics, aerospace industries for light, high-strength, conductive materials.

Emerging markets: companies in Asia Pacific or in emerging economies can capture growth as indigenous industries shift to advanced materials.

Niche high margin uses: SWCNTs for sensors, quantum devices, semiconductor uses, where functionality is more important than price.

Green and sustainable use: utilizing CNTs in renewable energy technologies (solar, supercapacitors), and constructing environmentally friendly production processes.

Challenges:

High cost and limited ability to scale-up high purity SWCNTs.

Regulatory and safety issues (toxicity, environmental) primarily for biomedical or consumer uses.

Competition from other materials (graphene, other nanomaterials, even traditional materials if the improvements are satisfactory enough).

Market fragmentation and intellectual property / patents & proprietary processes.

Key Players with Recent Developments

NanoLab Inc. (USA)

Overview:

NanoLab Inc. deals in the synthesis and commercialization of carbon nanotubes and other nanomaterials. The company's CNT products find application in research and development across various industries, such as electronics, energy, and automotive industries.

Recent Developments:

There is limited information regarding current developments for NanoLab Inc. in the sources given. Nevertheless, the firm is well known for its quality CNT products and remains a dominant player within the nanomaterials sector.

Kumho Petrochemical Co. Ltd. (South Korea)

Overview:

Kumho Petrochemical Co. Ltd. is a large South Korean chemical firm engaged in synthetic rubbers manufacturing, petrochemicals, and high-tech materials production, including carbon nanotubes.

Recent Developments:

Kumho Petrochemical has been intensively engaged in CNT development and commercialization for different applications. Kumho uses their CNT products in the improvement of rubber and plastic materials' properties, which is helping to push the automotive and electronics sectors forward.

Klean Industries Inc. (Canada)

Overview:

Klean Industries Inc. is a Canadian firm that specializes in waste-to-energy technologies and the manufacturing of advanced nanomaterials, including carbon nanotubes.

Recent Developments:

Klean Industries has led the innovation in manufacturing high-quality carbon nanotubes from wasted tires and waste rubber. Employing patented technology derived from collaborative research spanning over 35 years, the firm has commissioned facilities for processing over 250 tonnes per day of feedstock with high carbon content into nanomaterials.

In 2012, Klean Industries commissioned a commercial-scale facility producing CNTs from waste tires, marking a significant leap in cleantech innovation and sustainable nanomaterial production. The company has also expanded its operations with new processing capacity in India and Malaysia to meet the growing global demand for sustainable raw materials in the tire, plastics, and rubber sectors

Conclusion

The carbon nanotubes market is poised for strong growth over the next decade. With MWCNTs remaining the dominant force in bulk, cost-conscious applications and SWCNTs increasingly becoming commercially practical for performance-critical applications, the market is becoming mature. Action on scaling capacity, purity and uniformity improvements, penetration into downstream application markets, sustainability, and wise partnering will define the winners. Geographies like Asia Pacific are likely to dominate in terms of volume, with North America and Europe fighting hard in high technology, regulated, and high margin categories.

Frequently Asked Questions (FAQs)

What is the difference between SWCNTs and MWCNTs, and why does it matter?

SWCNTs sind einzelne Graphenschichten, die zu Röhren gerollt sind; MWCNTs bestehen aus mehreren konzentrischen Graphenröhren. SWCNTs haben im Allgemeinen genauere elektrische Eigenschaften, können halbleitend, leichter und dünner sein, sind aber schwieriger und teurer in der gleichmäßigen Herstellung. MWCNTs sind stabiler, kostengünstiger und werden dort eingesetzt, wo Genauigkeit nicht so wichtig ist.

Was ist die treibende Kraft hinter der Nachfrage nach CNTs?

Wichtige Treiber: Bedarf an leichteren, stärkeren und leitfähigeren Materialien (z. B. in Autos, Flugzeugen und der Elektronik), zunehmende Energiespeicherung (Batterien, Superkondensatoren), Miniaturisierung der Elektronik und zunehmende Betonung nachhaltiger und leistungsfähiger Materialien.

Was sind die größten Hindernisse für eine breitere Nutzung von CNTs?

Produktionskosten (insbesondere von hochreinen SWCNTs), Herausforderungen bei der skalierbaren Produktion, regulatorische/Sicherheitsprobleme, Konkurrenz durch andere Materialien und Aufrechterhaltung der Konsistenz der Eigenschaften von Charge zu Charge.

Welche Auswirkungen hat die Regulierung auf den Markt?

Es gibt Vorschriften zum ökologischen Fußabdruck (Produktionsemissionen, CO2-Fußabdruck), zu Gesundheit und Sicherheit (Inhalation, CNT-Exposition) und in bestimmten Märkten auch zu Nanomaterialien. Die Einhaltung dieser Vorschriften ist mit Kosten verbunden und kann die Akzeptanz bremsen, fördert aber auch sicherere und nachhaltigere Praktiken.

Ist der Markt für Massenanwendungen oder für Präzisions-High-End-Anwendungen besser?

Beides. Massenanwendungen (Verbundwerkstoffe, Verstärkungsmaterialien, Leitfähigkeitsadditive) erzielen hohe Volumina, Präzisionsanwendungen (Elektronik, Sensoren, SWCNT-basierte Geräte) erzielen jedoch tendenziell höhere Margen. Der Erfolg hängt von der Ausgewogenheit dieser beiden Bereiche ab, um den Ertrag zu optimieren.