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全球氧化石墨烯市场定义
氧化石墨烯是一种单分子层状结构，由石墨烯氧化形成。它是一种独特的材料，包含所有不同的支持化学基团，例如羰基、环氧基、羟基等。另一方面，石墨烯是碳基材料，排列成六边形图案，碳通过双键相互连接。在显微镜下观察时，六边形图案看起来类似于蜂窝，这也是石墨烯的各种特性的原因。它是地球上最轻的材料之一，外观透明，性质有益。
氧化石墨烯含有一系列氧原子，它是作为石墨烯的替代品而合成的，因为生产纯石墨烯的成本非常高，而且生产起来也比较困难。因此，为了节省生产成本，生产了氧化石墨烯。氧化石墨烯是不良导体，很容易溶解在水和其他溶剂中。然而，氧化石墨烯的导电性可以通过将其涂覆在其他基材上来提高。由于其改善的导电性能和高表面积，它被用于太阳能电池、电容器和电池。除此之外，氧化石墨烯还取代了电子设备电池和触摸屏中的氧化锡。此外，由于其发光特性，它们还被用于医疗保健领域，作为抗菌物质、药物载体和用于检测疾病的生物传感器。
氧化石墨烯主要以粉末形式出售，因为它与其他聚合物混合并增强复合材料的性能。这些复合材料可用于各种应用，包括离子导体、储氢、膜等。
全球氧化石墨烯市场：主要见解
基准年 | 2022年 |
预测年份 | 2023-2033 |
复合年增长率 | 32% |
基准年市场规模（2022 年） | 1.314 亿美元 |
预测年度市场规模（2033 年） | 27.112 亿美元 |
区域范围 |
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2022 - 2033 年全球氧化石墨烯市场规模、预测和趋势亮点
预计到 2033 年底，全球氧化石墨烯市场的收入将达到 27.112 亿美元，在预测期内（即 2023 年至 2033 年）复合年增长率为 32%。此外，该市场的收入为 1.314 亿美元到 2022 年。市场的增长可归因于对电动汽车及其所安装电池的需求不断增长。石墨烯可以延长电动汽车电池的使用寿命，此外，它们可以提供更高的能量、更快的充电速度，并且比锂离子电池更具可持续性。 2020年，电动汽车电池需求量近110吉瓦时。此外，到 2030 年，全球将需要约 3,500 GWh 的电动汽车电池。此外，预计到2050年底，需求可能增加600倍，达到6500吉瓦时左右。
除此之外，通过使用石墨烯制成的薄膜，污染物和其他物质在过滤过程中被阻挡。此外，石墨烯有助于制造可持续、更轻、节能的海水淡化器和过滤器。因此，被认为推动氧化石墨烯市场增长的因素包括各行业废水处理投资的增加。大型工业废水处理设施需要每立方米每小时 (m3/h) 20,000 美元至 40,000 美元的资本支出。此外，石墨烯在生物医学技术中的使用预计将促进市场增长。例如，为了制造用于各种生物应用的晶体管。美国生物医学企业家 Aran 与 Cardea Bio 团队合作，开发了一款 15 晶体管小工具，可以在家中执行两项新冠病毒检测。该工具提供分子和定量结果，并检测 SARS-CoV-2 病毒 RNA 或刺突蛋白。
全球氧化石墨烯市场：增长动力和挑战
增长动力
- 对水处理的需求不断增长——由于石墨烯的亲水性，它们被广泛用于制造用于水处理的薄膜。据联合国称，到2020年，12亿人甚至缺乏最基本的水卫生服务，使20亿人无法获得安全管理的饮用水服务。此外，在农村地区，每10个人中就有8个人缺乏清洁的饮用水。
- 电池的更高采用率——基于石墨烯的电池是一项革命性技术，因为众所周知，石墨烯可以延长电池寿命，并且还可以加快充电速度。到 2030 年，电池需求预计将从 185 GWh 左右增加到 2,000 GWh 以上。
- 石墨烯产品的技术进步——总部位于旧金山的电子公司 Appear Inc 推出了世界上最轻的由石墨烯电池供电的 5G 智能手机。该手机具有防水技术，而且石墨烯制成的电池非常耐用并且具有充电功能。
- 电动汽车日益普及——根据国际能源署的数据，2021年，包括纯电动和插电式混合动力汽车在内的电动汽车销量翻了一番，达到660万辆。此外，2022年第一季度，全球电动汽车销量为200万辆，比上年同期增长四分之三。
- 政府努力促进石墨烯生产——石墨烯旗舰项目是欧盟最大的研究举措，2020 年发表了 3800 多篇研究论文，并于同年推出了两个大型石墨烯大规模生产系统。此外，石墨烯旗舰公司的学术和商业合作伙伴共同开发了石墨烯硅电池，并将其容量提高了约30%。
挑战
- 氧化石墨烯缺乏量产
- 生产氧化石墨烯所需材料价格高昂
- 缺乏制造石墨烯电池的原材料——石墨烯电池是一项突破性技术，但存在各种限制，例如缺乏原材料。此外，这些基于氧化石墨烯的电池无法关闭，因为它们到处都有电子并且缺乏带隙。这些电池的容量保持率较差。因此，这些因素可能会阻碍市场增长。
市场细分
全球氧化石墨烯市场按复合材料、电子设备、水过滤和净化、医疗等应用领域的需求和供应进行细分和分析。在五种类型的应用中，电子设备领域预计到 2033 年底将获得最大的市场收入，达到 9.389 亿美元，在预计时间范围内复合年增长率为 31.6%。此外，该市场在 2022 年创造了 4730 万美元的收入。该领域的增长可归因于智能手机的普及，因为它们需要电池才能运行。此外，由于其卓越的效率，许多智能手机都安装了石墨烯基电池。除了优于锂电池之外，石墨烯电池还可以在 30 分钟内为手机充满电。此外， 2021年，全球手机销量超过10亿部。此外，与 2010 年约 27% 的移动用户相比，预计到 2025 年，美国约 87% 的移动用户将拥有智能手机。另一方面，电动汽车在市场上的渗透率不断提高预计将推动该细分市场的增长。 2022年全球电动汽车销量增长超过60%，2022年前8个月销量近600万辆。
全球氧化石墨烯市场也按类型细分和分析，分为粉末型和溶液型。在这两个细分市场中，基于解决方案的细分市场预计在预测期内复合年增长率为 32.6%。石墨烯解决方案广泛用于制造充电器和超级电容器，它们是碳水，完全安全环保。该细分市场的增长归因于电气设备销量的增长，因为它们需要定期充电才能发挥作用。在印度，与2019年相比，2021年消费电子产品和电器的销量增长了近9%。此外，2022年第三季度，个人电脑、平板电脑和笔记本电脑的销量超过1亿台。
我们对全球氧化石墨烯市场的深入分析包括以下几个部分：
按类型 |
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按申请 |
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全球氧化石墨烯市场区域概况
预计到 2033 年底，亚太地区氧化石墨烯市场将在所有其他地区的市场中占据最大的市场份额。预计该地区的市场到 2033 年底将获得最大的收入，达到 10.416 亿美元。到 2033 年，预测期内复合年增长率为 31.4%。除此之外，2022年亚太地区市场收入为5340万美元。该地区市场的增长主要归因于亚太地区一些国家对废水处理的需求不断增长以及清洁水的严重短缺。印度是世界上水资源最紧张的国家之一，因为它拥有世界18%的人口，但水资源只占世界的4%。而且，印度目前的水处理能力接近27%，目前的污水处理能力约为19%，并进一步新增了5%左右的能力。此外，印度的废水和污水处理能力比其他国家的平均水平高出20%左右。此外，该地区加大力度提高石墨烯产量预计将促进亚太地区的市场增长。例如，为了增加石墨烯的供应，中国研究人员已经开始从玉米中生产石墨烯。这项创新可以使石墨烯变得更便宜，并大大增加该材料的供应。此外，最大的石墨烯纳米管制造商OCSiAl现在有日本大金工业株式会社作为股东。两家公司已签署价值 20 亿美元的合作协议，为含氟聚合物和下一代锂离子电池创建、制造和商业化石墨烯纳米管解决方案。
主导全球氧化石墨烯市场的顶级特色公司
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