世界のグラフェン電池市場は、2023年から2032年までに1億5260万米ドルから19億8780万米ドルまでの収益増加が見込まれ、2024年から2032年の予測期間にかけて年平均成長率（CAGR）が 33％で成長すると予測されています。
グラフェン電池は、エネルギー貯蔵技術における革新的な飛躍であり、その優れた特性により様々な分野で大きな進展を遂げています。グラフェンは、炭素原子が六角形に配列された単一層であり、優れた導電性、軽量構造、大きな表面積を備えています。これらの電池は、従来のリチウムイオン電池と比較して、より速い充電、長寿命、高エネルギー密度を提供し、電気自動車、消費者電子機器、および再生可能エネルギー貯蔵システムにとって魅力的な選択肢となっています。
電気自動車の販売台数増加
電気自動車分野は、自動車産業内で急速に拡大しています。電気自動車の販売の急増により、高容量および高貯蔵のバッテリーの需要が著しく増加しています。国際エネルギー機関（IEA）によると、2023年には約1400万台の電気自動車が販売され、その95％が中国、ヨーロッパ、アメリカで販売されました。
2023年には、全世界で約1,400万台の新しい電気自動車が登録され、道路上の電気自動車の総数は4,000万台に達しました。これは「2023年版グローバルEVアウトルック（GEVO-2023）」の販売予測にほぼ一致しています。2023年の電気自動車の販売台数は2022年より350万台多く、前年比で35％の増加を反映しています。
2023年には、自動車メーカーが電動化計画を拡大し、増加する消費者基盤にアピールするために、利用可能な電気自動車モデルの数が前年比15％増加して約590に達しました。この販売の急増は、メーカーに電気自動車に利益をもたらす先進技術を求めさせるきっかけとなっています。
その結果、グラフェン電池はリチウムイオン電池に比べて最大5倍の充電速度を提供し、非常に安定した温度範囲を持っています。グラフェン電池は電気自動車により長い航続距離と延長されたバッテリー寿命を提供することができます。
電気自動車の需要が増加する中、グラフェン電池は近い将来に大きな成長の可能性を秘めています。例えば、インドに拠点を置くEVスタートアップのiVOOMiは、グラフェン電池とリチウムイオン電池の2つのバッテリーオプションを備えた電動スクーター「S1 Lite」を導入しました。その結果、この販売の急増は市場の成長を促進します。
生産コストが高い
グラフェンベースのバッテリーは、電気自動車におけるエネルギー貯蔵システムとして有利ですが、いくつかの制約があります。主な制約は、高品質のグラフェンバッテリーを製造するための大量生産技術の欠如です。現在、1キログラムのグラフェンの生産コストは数十ドルから数千ドルの範囲にあり、1キログラムあたり15ドルの活性炭の生産コストと比べてかなり高いです。
さらに、グラフェンベースの素材の厚さはしばしばマイクロメートルに制限されており、バッテリー全体の容量を著しく制約しています。加えて、グラフェン電池は通常、容量保持が悪く、最初のサイクルで50％から60％の非常に高い損失を示し、高電流密度では95％から98％の低いサイクル効率を持っています。
さらに、グラフェンはバンドギャップを持たないため、電子が存在しない場所が素材内にありません。つまり、スイッチオフすることができません。したがって、この課題を克服するためには、グラフェンに人工的なバンドギャップを作り出す必要があります。その結果、この要因は市場の成長を妨げる可能性があります。
高まる研究開発活動
継続的な研究開発（R&D）の取り組みが全世界で行われており、バッテリー、ウェアラブル、インク、建設などの様々な用途でグラフェンの柔軟性と効率を向上させることを目指しています。多くの大学や研究機関が、グラフェン酸化物、グラフェンナノプレート、グラフェンアノードなどのグラフェンベースの誘導体の探索に積極的に関与しています。バッテリーやスーパーキャパシタなどのエネルギー貯蔵システムにおけるグラフェンの有用性を向上させるために、主要な消費者電子機器および自動車会社がR&Dの取り組みに投資しています。
グラフェン電池市場は、高容量のグラフェンスーパーキャパシタ、成形可能なグラフェン電池、グラフェンベースの太陽電池パネルなど、改良された製品を創出するための多くの研究開発活動を目撃しています。例えば、2024年3月、グラフェンマニュファクチャリンググループ社は、クイーンズランド州政府とのクイーンズランド重要鉱物およびバッテリー技術基金契約を締結し、GMGの提案する自動化バッテリーパイロットプラントの設立のために200万オーストラリアドルの助成金を獲得したことを発表しました。このプラントはGMGのグラフェンアルミニウムイオン電池を製造する予定です。
市場は、電子部品の急速な進化に対応できるバッテリーやキャパシタのようなエネルギー貯蔵ソリューションの開発において課題に直面しています。グラフェンの応用技術の進展は、世界のグラフェン電池市場を拡大し、コスト効果の高いエネルギー貯蔵および高い充放電率の新たな機会をもたらすことが期待されています。
技術別
リチウムイオングラフェン電池セグメントは市場に最も大きな貢献をしており、予測期間において年平均成長率（CAGR）で成長すると予想されています。多くのグラフェンメーカーは、高品質のグラフェン（単層から数層）を製造するための研究開発に注力しており、これがリチウムイオン電池の電極素材として使用されています。
リチウムイオン電池へのグラフェンの導入は、優れた熱伝導性、高い電子移動度、良好な化学的安定性、優れた機械的特性を確保することが期待されています。グラフェン電極は、バッテリーの容量を向上させ、その寿命を延ばします。
グラフェンを使用したリチウムイオン電池の利用は、貯蔵容量の問題を解決し、耐久性を向上させる可能性があります。さらに、急成長しているポータブルエレクトロニクス市場が、中国、インド、台湾、シンガポールなどの新興国におけるグラフェンベースのリチウムイオン電池市場の拡大を促進すると予想されています。
用途別
自動車セグメントは市場に最も大きな貢献をしており、予測期間において（CAGR）年平均成長率で成長すると予想されています。グラフェンおよび電気自動車のメーカーは、グラフェン駆動の自動車用リチウムイオン電池の研究に取り組んでいます。自動車にグラフェン電池を統合することで、優れた貯蔵容量、急速充電機能、高い耐久性が保証されます。
グラフェンベースの電気自動車用バッテリーのアーキテクチャは、様々な容量、電圧、アンペア時の要件に対応する多用途な技術ソリューションです。さらに、グラフェンはメモリー効果を示さず、これはバッテリーを複数回充電することでその最大エネルギー容量が減少する現象です。
地域別分析
アジア太平洋地域は、2024年から2032年にかけて大幅な成長が見込まれており、その要因として中国、日本、韓国、インドなどの国々での電気自動車生産の需要増加が挙げられます。この成長は、可処分所得の増加、環境に優しいソリューションを促進する政府の取り組み、そして環境問題への関心の高まりによるものです。特に、グラフェンのような高性能バッテリーの採用が、持続可能な技術を支える重要な役割を果たすことが期待されています。
中国は、グラフェン研究と電気自動車製造において強力な地位を持ち、この分野での世界的リーダーとなることが予想されています。政府の支援と急成長する国内の電気自動車市場が、グラフェン電池の急速な開発と商業化のための好環境を作り出しており、将来的に中国が電気輸送の分野での優位性を固める可能性があります。
同様に、サムスンやLG化学のような企業が牽引する強力な技術産業で知られる韓国も、バッテリーの研究開発に多大な投資を行っており、特にグラフェンに重点を置いています。これらの企業の専門知識とリソースは、グラフェン技術の可能性を活用するための優れた位置づけとなっています。
主要企業のリスト：
セグメンテーションの概要
技術別
用途別
地域別
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