Báo cáo nghiên cứu thị trường ngành công nghiệp graphene và dự báo xu hướng tương lai

Graphene là một-vật liệu nano carbon hai chiều bao gồm một lớp nguyên tử carbon liên kết thông qua các quỹ đạo lai sp². Sự sắp xếp nguyên tử của nó tạo thành cấu trúc mạng tổ ong hình lục giác, có độ dày khoảng 0,335 nanomet. Là loại mỏng nhất được biết đến hiện nay, có độ bền cơ học cao nhất và có tính dẫn điện và nhiệt vượt trội, graphene được coi là "vua của các vật liệu mới". Các lĩnh vực ứng dụng của nó đang nhanh chóng mở rộng từ điện tử tiêu dùng và năng lượng mới đến các ngành-tiên tiến như y sinh và hàng không vũ trụ, thể hiện triển vọng công nghiệp hóa rộng lớn. Đại dương xanh thị trường nghìn tỷ đô la đang tăng tốc hình thành.
Đặc điểm cốt lõi của nó được thể hiện ở ba khía cạnh: Thứ nhất, nó có tính chất cơ học vượt trội, với độ bền kéo 130 GPa, gấp 100 lần so với thép và nó cũng có tính linh hoạt tuyệt vời; Thứ hai, nó có tính dẫn điện và nhiệt tuyệt vời, độ linh động của điện tử ở nhiệt độ phòng vượt xa so với vật liệu silicon và độ dẫn nhiệt cao hơn gấp đôi so với kim cương; Thứ ba, nó có tính ổn định hóa học mạnh mẽ, duy trì sự ổn định cấu trúc ngay cả trong nhiệt độ cao và điều kiện khắc nghiệt, đồng thời nó cũng có khả năng hấp phụ và tương thích sinh học tốt, đặt nền tảng cho các ứng dụng đổi mới trong nhiều lĩnh vực.

Ngành công nghiệp graphene đã chuyển từ giai đoạn thăm dò trong phòng thí nghiệm sang giai đoạn quan trọng khi việc lặp lại công nghệ và triển khai công nghiệp hóa đang được tiến hành đồng thời. Quy mô thị trường graphene toàn cầu dự kiến ​​​​sẽ vượt 15 tỷ đô la Mỹ vào năm 2026. Với sự hỗ trợ chính sách, lợi thế về năng lực sản xuất và nhu cầu hạ nguồn mạnh mẽ, Trung Quốc đã trở thành nhà sản xuất và sử dụng graphene lớn nhất thế giới, chiếm hơn 40% thị phần. Khi công nghệ điều chế và ứng dụng vật liệu graphene tiếp tục phát triển và được thúc đẩy bởi sự tăng trưởng nhanh chóng của các ngành công nghiệp hạ nguồn như điện tử tiêu dùng, năng lượng mới và lớp phủ, quy mô thị trường của graphene ở Trung Quốc tiếp tục mở rộng.

Sơ đồ tổng thể của chuỗi công nghiệp graphene của Trung Quốc đã được thiết lập-rõ ràng. Nguồn dự trữ than chì thượng nguồn rất dồi dào, cung cấp nguồn nguyên liệu thô ổn định cho sự phát triển của ngành. Năng lực sản xuất các vật liệu cơ bản như graphene bị oxy hóa và graphene bị oxy hóa khử tiếp tục được mở rộng. Giai đoạn giữa tập trung vào sản xuất vật liệu và thiết bị chức năng, số lượng doanh nghiệp liên quan tăng đều đặn. Một hệ thống sản phẩm cốt lõi đa dạng bao gồm màng tản nhiệt graphene, lớp phủ chống{5}}ăn mòn, vật liệu dẫn điện và điện cực dương/âm của pin cũng như vật liệu composite kim loại graphene đã được hình thành. Phần cuối của ứng dụng phụ thuộc vào-bố cục chuyên sâu và xác minh ứng dụng của các doanh nghiệp hàng đầu như State Grid, BYD, CRRC, Huawei và Midea. Các kịch bản ứng dụng của graphene trong truyền tải điện, phương tiện sử dụng năng lượng mới, công nghệ thông tin, y tế và nhà thông minh không ngừng mở rộng và quá trình thực hiện công nghiệp hóa ngày càng được đẩy nhanh.

Các ứng dụng hạ nguồn của chuỗi công nghiệp ngành công nghiệp graphene bao gồm sáu lĩnh vực chính: năng lượng mới, điện tử thông tin, y sinh, bảo tồn năng lượng và bảo vệ môi trường, vật liệu hóa học mới và hàng không vũ trụ. Điều này tạo thành mô hình-động lực kép của "sản xuất-cao cấp và tiêu dùng của người dân". Trong số đó, lĩnh vực năng lượng mới hiện là thị trường ứng dụng lớn nhất, chiếm khoảng 50%. Tiến độ và tiềm năng thị trường của các ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau rất khác nhau.

Đột phá đổi mới công nghệ
Công nghệ sản xuất graphene đang đẩy nhanh những đột phá theo hướng chi phí thấp, chất lượng cao và xanh, từng bước giải quyết những điểm nghẽn cốt lõi lâu nay đã kìm hãm sự phát triển của ngành. Những thiếu sót về môi trường của phương pháp oxy hóa khử truyền thống đã liên tục được cải thiện. Các quy trình xanh mới như bóc tách pha lithium-rắn và tổng hợp pha khí-liên tục đã đạt được những bước đột phá. Có thể điều chế được các tấm nano graphene-có độ kết tinh cao và-độ khuyết tật thấp mà không cần chất oxy hóa mạnh. Điều này không chỉ phù hợp với chiến lược “cacbon kép” mà còn giảm tiêu thụ năng lượng sản xuất và chi phí kiểm soát ô nhiễm. Đồng thời, năng lực sản xuất liên tục không ngừng được nâng cao. Các sản phẩm như graphene cong và bột graphene tổng hợp pha khí đã được triển khai trong quá trình công nghiệp hóa. Dung lượng của các thiết bị riêng lẻ đã được mở rộng đều đặn. Phương pháp CVD đã dần đạt được khả năng sản xuất liên tục từ cuộn{13}}đến{14}}cuộn, thúc đẩy việc giảm đáng kể chi phí của màng graphene{15}}cao cấp và đặt nền tảng vững chắc cho các ứng dụng quy mô lớn{16}}ở hạ nguồn.
Các kịch bản ứng dụng tiếp tục mở rộng, chuyển từ sửa đổi phụ trợ sang các vật liệu chức năng cốt lõi.
Ứng dụng của graphene đang chuyển từ "sửa đổi phụ gia" sang "vật liệu chức năng cốt lõi" và các kịch bản hạ nguồn đang cho thấy xu hướng đa dạng và bùng nổ. Trường năng lượng mới vẫn là cực tăng trưởng cốt lõi. Tốc độ thâm nhập của graphene trong các chất dẫn điện của pin lithium, điện cực âm dựa trên silicon và siêu tụ điện tiếp tục tăng. Điện cực tổng hợp graphene cong có thể tăng gấp đôi công suất và tuổi thọ của siêu tụ điện. Điện cực âm carbon-silic biến tính{6}}graphene cải thiện đáng kể mật độ năng lượng của pin. Lĩnh vực công nghệ thông tin đã đạt được những đột phá-cao cấp. Graphene được ứng dụng trong màn hình linh hoạt, thiết bị terahertz, tản nhiệt chip AI và các tình huống khác, đồng thời các sản phẩm như vật liệu composite siêu đồng và màng dẫn điện trong suốt sẽ thúc đẩy việc nâng cấp hiệu suất của thiết bị điện tử. Ngoài ra, ứng dụng trong vật liệu composite, bảo vệ môi trường, y sinh học và các lĩnh vực khác tiếp tục được phát triển sâu rộng, mở rộng từ việc giảm nhẹ ô tô, chống ăn mòn{11}}hàng hải đến xử lý nước, vận chuyển thuốc và các tình huống mới nổi khác, đồng thời ranh giới ứng dụng không ngừng mở rộng.
Hệ sinh thái công nghiệp tiếp tục được cải thiện, tiêu chuẩn hóa và hợp tác đã trở thành chìa khóa cho sự phát triển.
Ngành công nghiệp graphene đang dần thoát khỏi mô hình phát triển "vô tổ chức, hỗn loạn và nghèo nàn" và đang tiến tới hướng hợp tác và tiêu chuẩn hóa hơn. Quá trình xây dựng các tiêu chuẩn ngành đang được đẩy nhanh, tập trung vào các lĩnh vực ứng dụng cốt lõi như vật liệu pin, màng-dẫn nhiệt và lớp phủ chống ăn mòn, dần dần giải quyết các vấn đề về chất lượng sản phẩm không đồng đều và các tiêu chuẩn thử nghiệm không nhất quán. Hiệu ứng tổng hợp của chuỗi công nghiệp là nổi bật, với các doanh nghiệp thiết bị và tài nguyên thượng nguồn, doanh nghiệp chuẩn bị nguyên liệu trung nguồn và doanh nghiệp ứng dụng hạ nguồn hình thành mối liên kết. Các nền tảng đổi mới-cấp quốc gia đang thúc đẩy hoạt động nghiên cứu và phát triển công nghệ chung quan trọng, đồng thời ươm tạo một số doanh nghiệp chuyên biệt và đổi mới. Đồng thời, bối cảnh cạnh tranh toàn cầu cho thấy sự phát triển khác biệt. Trung Quốc có lợi thế về điều chế bột và các lĩnh vực ứng dụng từ cấp trung-đến{9}}cấp thấp{10}}, trong khi Châu Âu, Hoa Kỳ, Nhật Bản và Hàn Quốc tập trung vào các loại phim-cao cấp và bố cục bằng sáng chế cốt lõi. Trong tương lai, ngành sẽ có xu hướng phát triển về "cộng tác công nghệ, cấp phép chéo bằng sáng chế và phân đoạn kịch bản" và các doanh nghiệp có công nghệ cốt lõi và khả năng triển khai các kịch bản sẽ nổi bật.

"Báo cáo dự báo xu hướng tương lai và nghiên cứu thị trường ngành công nghiệp Graphene" bao gồm tổng quan về sự phát triển của ngành, dữ liệu cung và cầu, quy mô thị trường, chính sách/kế hoạch ngành, công nghệ/bằng sáng chế liên quan, bối cảnh cạnh tranh, tình hình nguyên liệu thô thượng nguồn, quy mô và triển vọng nhu cầu thị trường ứng dụng hạ nguồn chính, cấu trúc khu vực, tập trung thị trường, doanh nghiệp/người chơi chính, thị phần doanh nghiệp, đặc điểm ngành, yếu tố thúc đẩy, dự báo thị trường, chiến lược đầu tư, thành phần rào cản chính, rủi ro liên quan, v.v. cũng cung cấp các dự án nghiên cứu đặc biệt về thị trường, báo cáo nghiên cứu ngành, tư vấn chuỗi ngành, báo cáo nghiên cứu khả thi dự án, chứng nhận khổng lồ nhỏ chuyên ngành và sáng tạo, báo cáo thị phần, Kế hoạch 5-năm lần thứ 15, báo cáo đánh giá sau-dự án, kế hoạch kinh doanh của BP, bản đồ ngành, quy hoạch ngành, giấy tờ xanh và trắng, chứng nhận doanh nghiệp-vô địch quốc gia về sản xuất đơn lẻ, nghiên cứu khả thi gây quỹ IPO, tư vấn tài liệu làm việc IPO, v.v.