Análisis del tamaño y la cuota de mercado de los nanotubos de carbono: tendencias de crecimiento y pronóstico (2025-2030)

Tendencias y perspectivas del mercado global de nanotubos de carbono

El auge de la movilidad eléctrica acelera la demanda de CNT

El aumento de la producción de vehículos eléctricos está elevando el contenido de silicio en los ánodos de grafito, y los nanotubos de carbono garantizan la conductividad y la estabilidad mecánica con cargas de silicio cercanas al 20%, lo que permite la fabricación de baterías de iones de litio de 300 Wh/kg que reducen la ansiedad por la autonomía. Los fabricantes de automóviles también especifican almohadillas de interfaz térmica rellenas de nanotubos que disipan el calor generado por la electrónica de potencia, una necesidad atendida por la alianza 2024 de Dow y Carbice. Esta misma ventaja en la conductividad abre oportunidades en el blindaje de barras colectoras y baterías. Las empresas emergentes que producen ánodos compuestos de silicio-CNT han atraído financiación de riesgo, lo que refuerza la confianza comercial. A medida que los fabricantes de celdas localizan las cadenas de suministro, se están ampliando las capacidades de nanotubos cerca de las gigafábricas, lo que refuerza la integración entre los materiales y la producción de baterías.

El almacenamiento de alta densidad energética amplía las fronteras técnicas

Los sectores aeroespacial y de almacenamiento en red requieren celdas más ligeras y seguras. Las baterías de litio-azufre que utilizan estructuras de nanotubos de carbono fijan el azufre y suprimen el transporte de polisulfuro, un aspecto fundamental para la planta de 200 MWh de Lyten, prevista para 2025. Las cuerdas trenzadas de nanotubos de carbono de pared simple almacenan 2.1 MJ/kg como energía mecánica, superando la densidad energética de los iones de litio y evitando electrolitos inflamables. Los fabricantes de supercondensadores emplean electrodos de pared múltiple para ofrecer una baja resistencia en serie equivalente, ideal para cargas y descargas rápidas. En conjunto, estos avances se traducen en pedidos constantes de grados de alta conductividad y servicios de dispersión.

Los compuestos aeroespaciales elevan el nivel de rendimiento

La reducción de peso es fundamental para el consumo de combustible y la economía de la carga útil. La técnica de "nanopuntada" del MIT enhebra nanotubos de carbono a través de compuestos estratificados, lo que aumenta la tenacidad interlaminar en un 62 % y frena la propagación de grietas.^{[ 1 ]Jennifer Chu, “Las nanopuntadas permiten materiales compuestos más ligeros y resistentes”, MIT News, mit.edu}Northrop Grumman está adaptando filamentos de nanotubos conductores en soportes satelitales impresos en 3D para prevenir descargas electrostáticas inducidas por plasma. Estos hitos ponen de relieve la transición del refuerzo puramente mecánico a estructuras multifuncionales que proporcionan vías eléctricas y mitigación de la radiación.

Innovaciones en desalinización y sensores que ayudan a las regiones con estrés hídrico

Grupos de investigación de membranas han demostrado que los conjuntos de pared simple alineados permiten el paso del agua rápidamente, a la vez que rechazan los iones de sal, lo que promete una desalinización de menor energía. Simultáneamente, científicos de la Universidad de Turku desarrollaron sensores ópticos basados ​​en nanotubos que detectan contaminantes a niveles de partes por billón, una capacidad atractiva para las empresas de servicios públicos de los países del Golfo que realizan monitoreo en tiempo real. Esta doble utilidad, tanto en tratamiento como en detección, posiciona a los nanotubos de carbono como un pilar fundamental de la infraestructura hídrica avanzada en Asia-Pacífico y Oriente Medio.

Toxicología laboral y endurecimiento de la normativa

Las agencias europeas y estadounidenses están elaborando límites de exposición por inhalación, citando dimensiones similares a las de las fibras, comparables a las del amianto. Grupos académicos están perfeccionando la dosimetría para vincular la masa y la relación de aspecto en el aire con la respuesta pulmonar.^{[ 2 ]Centro Nacional de Información Biotecnológica, “Dosimetría de nanotubos de carbono”, ncbi.nlm.nih.gov} El cumplimiento normativo impulsa la inversión en reactores completamente cerrados y líneas de envasado automatizadas, lo que aumenta el gasto de capital para las empresas emergentes. Las empresas con historiales documentados de manejo seguro obtienen contratos en programas de automoción y aeroespacial, donde las métricas de sostenibilidad corporativa son de gran importancia.

Competencia de los nanotubos de grafeno y nitruro de boro

Los nanotubos de nitruro de boro presentan una mayor resistencia de interfaz polimérica y resistencia a la radiación, lo que resulta atractivo para los diseñadores de vehículos espaciales. El grafeno destaca por su excelente dispersión térmica en el plano, lo que desafía a los nanotubos de carbono en los disipadores de calor de los smartphones. A medida que los clientes evalúan la compatibilidad con las aplicaciones específicas, es posible que algunos volúmenes de productos se desvíen de los grados convencionales, lo que presionaría los márgenes.

Análisis de segmento

Por tipo: los grados multipared conservan las ventajas de escala

Los nanotubos de carbono multipared representaron el 90% de la cuota de mercado en 2024, lo que refleja una producción madura de deposición química de vapor y precios alineados con los aditivos a granel. Se prevé que el segmento registre una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 20.51%, lo que sustenta más de dos tercios de la expansión del tamaño del mercado de nanotubos de carbono hasta 2030. Los ingenieros de partículas están reduciendo la tolerancia del diámetro exterior y los catalizadores metálicos por debajo de 100 ppm, cumpliendo así con los requisitos de los productos electrónicos y de dispositivos médicos. Estas mejoras fomentan su adopción en pastas conductoras, altavoces para teléfonos móviles y electrodos de supercondensadores, lo que refuerza su liderazgo en volumen. 

Los nanotubos de carbono de pared simple se mantienen por debajo del 10% de su cuota de mercado, pero alcanzan precios elevados en los nichos cuánticos y de semiconductores. La catálisis electrostática ahora produce una pureza semiconductora del 99.92% a 0.95 nm de diámetro, lo que permite transistores de película delgada sobre sustratos flexibles. La investigación sobre el carbino confinado sugiere futuros conductores unidimensionales para la fotónica. A medida que se comercialicen los dispositivos de nicho, el mercado de los nanotubos de carbono captará ingresos incrementales de alto margen sin desplazar la demanda masiva de dispositivos de pared múltiple.

Nota: Las participaciones de todos los segmentos individuales están disponibles al momento de la compra del informe.

Por método de fabricación: la deposición química de vapor escala de manera eficiente

La deposición química de vapor generó el 70 % de la producción de 2024 y crece a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 21.77 %, la más rápida entre las rutas de producción. Mejoras en el proceso, como el plasma de baja temperatura, contribuyen a una menor intensidad energética, manteniendo al mismo tiempo el rendimiento. Los proyectos piloto de producción de hidrógeno acoplado mediante pirólisis de metano ahora coproducen nanotubos y H₂ bajo en carbono, lo que ofrece una doble fuente de ingresos.

Los métodos de HiPco, descarga de arco y ablación láser se utilizan en segmentos especializados que priorizan el control del tipo electrónico o la cristalinidad sobre el costo. Equipos académicos demostraron la síntesis sin catalizador a partir de residuos agrícolas, lo que sugiere posibles materias primas para la economía circular. Si bien estos enfoques no desafiarán la escala de la CVD antes de 2030, diversifican las opciones de suministro y refuerzan la seguridad para aplicaciones críticas.

Por industria de uso final: la energía domina mientras que la atención médica se acelera

Las aplicaciones energéticas representaron el 31% de los ingresos de 2024, impulsadas por las baterías de iones de litio, donde los nanotubos regulan la expansión de las partículas de silicio y mantienen las redes conductoras. La demanda de supercondensadores está aumentando en el frenado regenerativo y los módulos de apoyo a la red eléctrica. Se prevé que el tamaño del mercado de nanotubos de carbono atribuible a la energía se expanda de forma constante a medida que los fabricantes de celdas firmen acuerdos de compra multianuales. 

El sector salud representa una base modesta hoy en día, pero registra una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 32.33%, la más alta entre los sectores. Los nanotubos funcionalizados liberan fármacos a través de las membranas celulares y actúan sobre microambientes tumorales con una eficacia de terapia fotodinámica superior a la de los portadores convencionales. Las matrices de biosensores sobre sustratos flexibles detectan biomarcadores en etapas tempranas, lo que apoya la medicina preventiva. A medida que se aclaren las vías regulatorias, se espera que las adquisiciones hospitalarias aumenten los pedidos de agentes de imagenología y recubrimientos ortopédicos basados ​​en nanotubos.

Nota: Las participaciones de todos los segmentos individuales están disponibles al momento de la compra del informe.

Análisis geográfico

Asia-Pacífico representó el 54% de la demanda mundial en 2024, y su CAGR del 21.51% mantendrá su liderazgo. El ecosistema integrado de suministro de baterías de China impulsa a los fabricantes locales de nanotubos que abastecen a gigafábricas con contratos a largo plazo. Las empresas japonesas se especializan en grados ultralimpios de pared simple para pantallas, aprovechando las altas relaciones de aspecto y la calidad de alineación del método de "supercrecimiento". Los incentivos gubernamentales en Corea del Sur e India amplían aún más la capacidad hasta 2027, lo que amplía la ventaja regional en costos. 

Norteamérica contribuyó con una parte significativa de los ingresos totales. Las iniciativas estadounidenses, incluida una subvención de 50 millones de dólares del Departamento de Energía a Cabot Corporation para la producción en Michigan, acercan la seguridad del suministro a los clientes nacionales de baterías y defensa.^{[ 3 ]Cabot Corporation, “Cabot Corporation seleccionada para negociación de adjudicación por 50 millones de dólares”, investor.cabot-corp.com} Los compuestos aeroespaciales y los conectores de alta frecuencia son pilares clave de la demanda, aprovechando las fortalezas en I+D de los laboratorios nacionales. Canadá alberga plantas piloto centradas en la pirólisis de metano a hidrógeno con coproductos de nanotubos, lo que vincula las políticas climáticas y de fabricación. 

Europa también contribuyó significativamente a las ventas totales. Los fabricantes de automóviles alemanes y franceses exigen una rigurosa trazabilidad de los materiales, lo que impulsa a los proveedores a certificar las emisiones de la cuna a la puerta. Universidades británicas crean empresas dedicadas a la interconexión de semiconductores, con el apoyo de centros nacionales de nanofabricación. En la periferia, las agencias de desalinización de Oriente Medio y los instaladores de torres de telecomunicaciones africanos evalúan membranas recubiertas de nanotubos y recubrimientos conductores para abordar los desafíos hídricos y energéticos, lo que fomenta la aparición de nuevos nichos de demanda.