METALL ORGANIC FRAMEWORK MARKET GRÖSSEN- UND ANTEILSANALYSE - WACHSTUMSTRENDS UND PROGNOSEN (2023 - 2030)

Global Metal Organic Framework Market wird voraussichtlich erreichen US$ 1.398.5 Mn bis 2030, ab US$ 640.6 Mn in 2023, mit einem CAGR von 11,8% während des Prognosezeitraums.

Metallorganische Gerüste (MOFs) sind poröse polymere Materialien, die durch Metallionen oder Metallcluster gebildet werden, die mit organischen Liganden zu ein-, zwei- oder dreidimensionalen Strukturen koordiniert sind. MOFs haben hohe Porosität, große Oberfläche und abstimmbare Porengröße, die sie für Anwendungen wie Gasspeicherung und Trennung nützlich macht, Lieferung von Medikamenten, Katalyse und chemische Erfassung. Die wachsende Nachfrage nach effizienten Gasspeicher- und Trenntechnologien treibt das Marktwachstum voran.

Der globale Metall-Bio-Framework-Markt wird nach Typ, Anwendung, Endverwendung Industrie und Region segmentiert. Typischerweise wird der Markt in metallorganische Gerüste, kovalentorganische Gerüste, hybride ultramikroporöse Materialien, wasserstoffgebundene organische Gerüste und andere segmentiert. Das metallorganische Gerüstsegment soll den Markt dominieren, da diese eine sehr hohe Porosität und Oberflächenfläche aufweisen, die Vorteile für Adsorptionsanwendungen bietet.

Global Metal Organic Framework Market - Regionale Einblicke

• Nordamerika wird voraussichtlich der größte Markt für metallorganische Rahmenbedingungen während des Prognosezeitraums sein, der 2023 über 32,1 % des Marktanteils ausmacht. Das Wachstum des Marktes in Nordamerika wird auf die zunehmende Schiefergasproduktion und die zunehmende Übernahme von MOFs für Gasspeicher- und Abscheideanwendungen zurückgeführt.
• Asien-Pazifik wird voraussichtlich der zweitgrößte Markt für metallorganische Rahmen sein, der 2023 über 38,5% des Marktanteils ausmacht. Das Wachstum des Marktes wird auf die schnell wachsende Chemie- und Gesundheitsindustrie in der Region zurückgeführt.
• Europa erwartet wird, dass der am schnellsten wachsende Markt für metallorganische Rahmenbedingungen, mit einem CAGR von über 16,2% während des Prognosezeitraums. Das Wachstum des Marktes in Europa wird auf die Erhöhung der FuE-Tätigkeiten und Investitionen in die Entwicklung fortgeschrittener MOF-Materialien zurückgeführt.

Abbildung 1. Global Metal Organic Framework Market Share (%), Nach Region, 2023

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Global Metal Organic Framework Market-Treiber

• Erhöhung der Nachfrage nach effizienten Gasspeicher- und Trenntechnologien: Der wachsende Bedarf an energieeffizienten Gasspeicher- und Trenntechnologien treibt das Wachstum des metallorganischen Rahmenmarktes voran. MOFs haben außergewöhnlich hohe Porosität und Oberfläche, die eine überlegene Gasadsorption und Speicherkapazität im Vergleich zu herkömmlichen Materialien wie Aktivkohle und Zeolithe bietet. Industrien wie Öl & Gas, Chemikalien und Energie setzen stark auf Gastrenn- und Reinigungstechnologien. MOFs können selektiv Gase wie Wasserstoff, Methan und Kohlendioxid adsorbieren, wodurch die Trennung und Reinigung effizienter wird. Zum Beispiel werden MOFs für die fahrzeugseitige Wasserstoffspeicherung und Erdgasspeicherung verwendet. Die dringende Notwendigkeit, die CO2-Emissionen zu reduzieren und den Übergang zu sauberer Energie zu fördern, erhöht auch die Nachfrage nach effizienten Technologien der Kohlenstoffabscheidung, wo MOFs haben großes Versprechen gezeigt.
• Wachstum der Konsumgüterindustrie: Das Wachstum des Metall-Bio-Framework-Marktes wird durch das stetige Wachstum in den wichtigsten Endverwendungsbranchen wie Chemikalien, Healthcare, Food & Getränke, Öl & Gas und Verpackung angetrieben. MOFs werden in diesen Industrien zunehmend für Anwendungen wie Gasspeicher, Medikamentenlieferung, Lebensmittelkonservierung, Katalyse und Sensorik übernommen. Die globale Marktgröße für Chemikalien soll bis 2027 rund 6,8 Billionen US$ erreichen, was erhebliche Wachstumspotenziale für MOFs anzeigt. Auch die Erhöhung der Ausgaben für die Gesundheitsversorgung und die Ausweitung der Lebensmittel- und Getränkeindustrie in Entwicklungsländern treibt die Aufnahme von MOF-Technologien wie kontrollierte Drogenlieferung, medizinische Bildgebung, Lebensmittelverpackung und andere voran.
• Überlegene Eigenschaften gegenüber herkömmlichen porösen Materialien: MOFs besitzen bestimmte außergewöhnliche Eigenschaften wie ultrahohe Porosität, große Oberfläche, hohe thermische Stabilität und abstimmbare Struktur, die sie konventionellen porösen Materialien wie Zeolithen, Aktivkohle und Kieselgel überlegen. MOFs haben Oberflächenflächen von bis zu 10.000 m2/g, fast 10 mal mehr als Zeolithe. Die anpassbaren organischen Liganden und Metallionen ermöglichen die Gestaltung von MOFs mit gewünschter Porengröße, Form und Funktionalität. Dies ermöglicht eine viel selektivere Gasadsorption und -trennung. MOFs haben auch eine hohe thermische Stabilität von bis zu 500°C. Die Kombination aus ultrahohen Porosität, selektiver Adsorptionskapazität und thermischer Stabilität machen MOFs ideal für fortgeschrittene Anwendungen in der Katalyse, Sensation, Medikamentenlieferung und anderen. Ihre überlegenen Eigenschaften gegenüber traditionellen Materialien sind ein wichtiger Faktor, der seine Annahme in allen Branchen steigert.
• Erhöhung der Investitionen und FuE-Aktivitäten: Wesentliche Investitionen werden sowohl von öffentlichen als auch privaten Akteuren getätigt, um die MOF-Forschung voranzutreiben und neue Anwendungsbereiche zu entwickeln. Die staatlichen Mittel für akademische und institutionelle FuE haben sich im Laufe der letzten zehn Jahre erheblich erhöht, insbesondere in entwickelten Regionen wie Nordamerika und Europa. Große Chemie-, Material- und Energieunternehmen investieren ebenfalls stark in hauseigene FuE-Aufwendungen für industrielle MOF-Produktion und kommerzielle Anwendungen. Strategische Partnerschaften zwischen akademischen Instituten und Branchenakteuren sind auf dem Weg, Innovationen in kommerzielle Produkte umzusetzen. Darüber hinaus haben sich Startups ausschließlich auf die Entwicklung und Vermarktung von MOF-Technologien konzentriert. Die wachsende FuE-Landschaft signalisiert starke Wachstumsaussichten für den metallorganischen Rahmenmarkt.

Global Metal Organic Framework Marktchancen

• Ungenutztes Potential in Optik, Elektronik und Sensoren: Während die Gasspeicherung und -trennung derzeit einen großen Anteil ausmachen, halten MOFs für fortgeschrittene Anwendungen in Bereichen wie Optik, Elektronik und Sensor ein erhebliches und noch nicht erreichtes Potenzial. Ihre hochgeordnete kristalline Struktur macht MOFs zur Herstellung optischer Geräte geeignet. MOF Dünnfilme können als dielektrische Materialien in elektronische Geräte integriert werden. Die abstimmbare Porosität ermöglicht auch die selektive Detektion von Zielmolekülen und macht MOFs ideal für hochempfindliche chemische Sensoren. MOF Nanopartikel werden zunehmend für Anwendungen in Lasern, Abbildungen, Displays, Speichergeräten, Batterien und anderen untersucht. Mit steigender FuE in diesen Bereichen werden Elektronik, Optik und Sensoren als lukrative Anwendungsbereiche entwickelt und neue Wachstumswege für den MOF-Markt geschaffen.
• steigende Nachfrage aus Schwellenländern: Schwellende Volkswirtschaften in ganz Asien Pazifik, Lateinamerika und Mittlerer Osten & Afrika bieten massive Wachstumschancen für den metallorganischen Rahmenmarkt. Die rasche Industrialisierung, die Erhöhung der Infrastrukturinvestitionen, die Urbanisierung und die steigenden Konsumausgaben sind wichtige Faktoren, die die Aufnahme fortschrittlicher Materialien wie MOFs in den Endverbrauchersektoren vorantreiben. Darüber hinaus werden staatliche Initiativen zur Förderung der Inlandsproduktion und Investitionen in aufstrebende Technologien wie Wasserstoffenergie das Marktwachstum weiter stärken. Lokale Akteure sind auch auf die MOF-Produktion angewiesen, um die wachsende regionale Nachfrage zu erfüllen. Da sich die wirtschaftliche Expansion in Schwellenländern beschleunigt, wird ihr Anteil am globalen MOF-Markt im Prognosezeitraum weiter zunehmen.
• Werbung und Produktentwicklung fördern: Während die FuE-Aktivitäten auf MOFs erhebliche Dynamik erlangten, bleibt die Großproduktion und Kommerzialisierung von MOF-basierten Produkten eine zentrale Chance. Derzeit sind die hohen Produktionskosten von MOFs weiterhin eine große Herausforderung für die kommerzielle Rentabilität. Die Spieler konzentrieren sich auf die Entwicklung kostengünstiger und nachhaltiger Produktionsmethoden durch Prozessoptimierung und Nutzung alternativer Rohstoffe. Mehr Anstrengungen sind auch erforderlich, um Innovationen in marktreife Produkte zu übersetzen, die den bestehenden MOF-Anwendungsbereich erweitern können. Partnerschaften mit Anwendungsunternehmen können dazu beitragen, neue Produktentwicklung und Standardisierung zu fördern. Insgesamt spielen fortschrittliche Fertigungstechnologien und Werbeinitiativen eine entscheidende Rolle bei der Entriegelung des wahren Potenzials von MOFs.
• Wachsende Nachfrage nach organischen Gerüstverbunden: Hybrid-Verbundwerkstoffe, die MOFs in Polymere, Kohlenstoffe, Kieselsäure und andere poröse Materialien einbinden, sind eine neue Gelegenheitsfläche. MOF-Verbunde kombinieren die Vorteile einer hohen Porosität aus MOFs und Verarbeitbarkeit von Polymeren oder Kohlenstoffen. Dies ermöglicht den Einsatz in Anwendungen, bei denen alleinige MOFs Einschränkungen haben können. Beispielsweise können MOF-Polymer Perlen die pulverförmige Natur von MOFs für Säulenchromatographie-Trennungen überwinden. MOF Mischmatrixmembranen zeigen auch eine verbesserte Selektivität und Permeabilität im Vergleich zu Polymermembranen. Die synergistischen Effekte von Composites erweitern den Rahmen für MOFs über ihre einzelnen Anwendungen hinaus. Mit steigender FuE-Fokus auf organische Framework-Composites werden diese wahrscheinlich neue Horizonte für das Marktwachstum eröffnen.

Global Metal Organic Framework Market Entwicklung

• Steigende Forschung zur Entwicklung anpassbarer und modularer MOFs: Ein großer Trend ist die wachsende Forschung zur Entwicklung modularer und anpassbarer MOFs durch selektive Kombination von Metallclustern und organischen Liganden. Modulare Montage ermöglicht die Gestaltung von MOFs mit gewünschten Struktureigenschaften und Adsorptionsverhalten für spezielle Anwendungen. Beispielsweise können MOFs mit sehr hoher Oberfläche für die Gasspeicherung zugeschnitten werden, während hydrophobe MOFs ideal für die Ölspülung sind. Unternehmen entwickeln Plattformen und Toolkits, um eine systematische Abstimmung von MOFs durch Auswahl geeigneter Komponenten zu ermöglichen. Anpassbare MOFs, die für unterschiedliche Anwendungen angepasst werden können, gewinnen zunehmendes Interesse, Innovationen im modularen Design und der Synthese.
• Fortschritte bei der nachhaltigen und umweltfreundlichen MOF-Produktion: Ein weiterer wesentlicher Trend ist die Entwicklung nachhaltiger und umweltfreundlicher Methoden für die MOF-Produktion, um Umweltauswirkungen und Kosten zu reduzieren. Grüne Synthesewege mit nachwachsenden biobasierten Liganden aus Pflanzen- und Lebensmittelabfällen werden erforscht, um synthetische organische Moleküle zu ersetzen. Die Ableitung der MOF-Synthese in Wasser statt organischer Lösungsmittel macht den Prozess besser. Unternehmen minimieren auch die Abfallerzeugung durch das Recycling von Lösungsmitteln und nicht umgesetzten Rohstoffen. Automatisierungs- und Fließchemie werden für die großtechnische Produktion eingesetzt, um Ertrag, Sicherheit und Prozesseffizienz zu verbessern. Diese Fortschritte positionieren umweltverträgliche MOF-Produktion als Zukunft der Fertigung.
• Erhöhung der Adoption für Arzneimittellieferung und biomedizinische Anwendungen: Der Anwendungsbereich von MOFs in der Medikamentenlieferung und Biomedizin wird konsequent erweitert. MOFs ermöglichen die Kontrolle über Drogenbelastung, Freisetzung von Kinetik und Biodegradation aufgrund ihrer abstimmbaren Porengröße und Struktur. Gezielte und nachhaltige Freisetzung von Therapien kann erreicht werden. Forscher entwickeln MOF Nanopartikel für eine verbesserte intrazelluläre Lieferung. Poröse MOFs halten auch Potenzial für gewebetechnische Gerüste, Bioimaging-Agenten, Biosensoren und andere. Mehr Unternehmen nutzen MOFs für biomedizinische Produkte, um auf steigende Ausgaben im Gesundheitswesen zu tippen. Auch die staatliche Finanzierung der MOF-Forschung in medizinischen Anwendungen nimmt stetig zu. Die Nischen-Drogen-Lieferung und Biomedizinischen Sektor wird somit zu einem wichtigen Anwendungsgebiet für MOFs.
• Zahl der strategischen Partnerschaften und Kooperationen: Die MOF-Branche zeigt eine wachsende Anzahl von Partnerschaften, Joint Ventures und Kooperationen zwischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen, um Innovation und Produktentwicklung zu fördern. Unternehmen arbeiten mit akademischen Gruppen mit Know-how in der neuartigen MOF-Synthese zusammen, um gemeinsam neue Rahmenbedingungen zu entdecken. Verbindungen mit Anwendungsunternehmen bewerten die kommerzielle Rentabilität und übersetzen FuE in marktreife Lösungen. Chemische Firmen arbeiten zusammen, um eine groß angelegte MOF-Produktion durchzuführen und den kommerziellen Umfang zu erweitern. Diese strategischen Allianzen nutzen komplementäre Fähigkeiten und beschleunigen das Wachstum.

Global Metal Organic Framework Marktrückhaltungen

• Hohe Produktionskosten von MOFs: Einer der wichtigsten Faktoren, die die weit verbreitete kommerzielle Übernahme von MOFs zurückhalten, ist ihre hohen Produktionskosten im Vergleich zu bestehenden Industriematerialien. Die MOF-Synthese beinhaltet teure Vorläufermetallsalze und organische Linker sowie mehrstufige Prozesse und lange Reaktionszeiten. Dies führt zu geringer Ausbeute und schlechter Kostendurchführbarkeit. Für Warenanwendungen wie Gasspeicher und -trennung bevorzugen Branchen kostengünstigere Alternativen wie Zeolithe und Aktivkohle. Die Steigerung der Produktion bei gleichzeitiger Kostensenkung ist eine zentrale Herausforderung. Unternehmen müssen kostengünstige, effiziente und umweltfreundliche Fertigungsprozesse durch Katalyse, Prozessverstärkung und billige Rohstoffnutzung entwickeln.
• Probleme mit Stabilität und Reversibilität: Während MOFs eine abstimmbare Struktur und Funktionalität bieten, bleibt die Stabilität unter verschiedenen Umweltbedingungen ein Anliegen. Einige MOFs haben den Abbau in Gegenwart von Feuchtigkeit gezeigt. Der Mangel an Langzeitstabilität kann den Einsatz in Anwendungen einschränken, die eine dauerhafte Leistung wie katalytische Prozesse erfordern. Neben der chemischen Stabilität ist die Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität nach wiederholten Adsorptions-Desorptionszyklen auch wichtig für die praktische Lebensfähigkeit und kommerzielle Übernahme von MOFs, insbesondere für Gasspeicheranwendungen. Eine ausgezeichnete Stabilität sowie Reversibilität zu erreichen, wird entscheidend sein.
• Mangel an standardisierten Vorschriften: Der Mangel an standardisierten Vorschriften und Protokollen für die Herstellung, Qualitätskontrolle und Produktzulassung ist eine weitere wichtige Einschränkung für die Vermarktung und Übernahme von MOFs in allen Branchen. ISO-Zertifizierung für die industrielle MOF-Produktion ist derzeit begrenzt. Mehr strengere Prozesssicherheitsanforderungen müssen als Fertigungswaagen eingeführt werden. Gleiche Qualitätsstandards müssen festgelegt werden, um die Leistungssicherheit in den Anwendungsbereichen zu gewährleisten. Für den Einsatz in sensiblen Bereichen wie Pharma und Lebensmittel müssen strenge Genehmigungsrichtlinien formuliert werden. Der Mangel an formalen Regelungen schafft Unsicherheit und hemmt große Annahme.

Gegengewicht: Die Produktion von Metal Organic Frameworks (MOFs) umfasst komplexe Verfahren und teure Rohstoffe, was die Gesamtproduktionskosten deutlich erhöht. Diese hohen Kosten werden oft an die Endverbraucher weitergegeben, die das Marktwachstum begrenzen können.

Analystenansichten:

Der globale Metall-Bio-Framework-Markt ist bereit, bedeutendes Wachstum im nächsten Jahrzehnt zu erleben. Das Marktwachstum wird durch die wachsende Nachfrage nach metallorganischen Gerüsten in Gasspeicher- und Trennanwendungen getrieben. Ihre hohe Oberfläche und ihre abstimmbaren porösen Eigenschaften machen sie ideal für die Erfassung und Speicherung von Gasen wie Wasserstoff, Methan und Kohlendioxid. Ihr Einsatz in energieeffizienter Reinigung von Erdgas und Biogas wächst ebenfalls stetig. Nordamerika dominiert derzeit den Markt aufgrund der Präsenz großer MOF-Hersteller und Forschungseinrichtungen, die ihre potenziellen Anwendungen erforschen. Asien-Pazifik wird sich jedoch als am schnellsten wachsender regionaler Markt erweisen, wobei China und Indien stark in MOF R&D investieren. Die Entwicklung von Volkswirtschaften in der Region sieht MOFs als Chance, ihre Energiesicherheit und Verschmutzungsbedenken anzusprechen. Während die Chancen sprunghaft sind, stellen hohe Produktionskosten und Mangel an Skalen Herausforderungen für den Markt. Die Synthese von MOFs beinhaltet mehrstufige Prozesse und die Verwendung von teuren Metallsalzen. Dies behindert ihre weit verbreitete Verwendung vor allem in Entwicklungsländern. Belange über Produktionsengpässe und Lieferkettenfragen bestehen auch weiterhin.

Eine erfolgreiche Kommerzialisierung von MOFs in der Gasspeicherung, der Kohlenstoffabscheidung, der Wasseraufbereitung und der katalytischen Anwendungen würde die zukünftigen Einnahmen deutlich steigern. Kooperationen zwischen akademischen Labors und industriellen Spielern werden der Schlüssel zur Entriegelung von MOFs riesigen

Global Metal Organic Framework Markt- Neue Entwicklungen

Neues Produkt startet:

• Im Oktober 2022, BASF ist ein chemisches Unternehmen startete das erste kommerziell erhältliche MOF, Basolite M050, für Adsorptionswärmetransformationsanwendungen. Dies kann Wärmeenergie für Heiz- und Kühlgebäude effizient speichern.
• Im Januar 2022, MOF Technologien ist ein Wasserstoffproduktionsunternehmen, das ein neues MOF-Adsorbens MOF-210 für Wasserstoffspeicheranwendungen eingeführt hat. Es hat 70 % höhere Volumen Wasserstoffkapazität im Vergleich zu Druckgaszylindern.
• Im September 2021, MOFGEN Ltd. startete ein neues zeolitisches Imidazolatgerüst, ZIF-8, zur selektiven Erfassung von CO_2. aus Rauchgasströmen. Dies wird dazu beitragen, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren.

Erwerb und Partnerschaften:

• Im März 2022 hat SK Inc. mit MOF Technologies zusammengearbeitet, um die Entwicklung und Vermarktung von MOFs für Wasserstoffspeicher voranzutreiben. Dies verstärkte ihre Fähigkeiten in sauberen Energietechnologien.
• Im Oktober 2021, Adamas Nanotechnologien erworbene MOF Technologien Indien erweitert sein Portfolio an nanoporösen Materialien einschließlich MOFs. Dies hat seine FuE-Fähigkeiten verbessert.
• Im Mai 2020, MOF Technologien haben mit Avantama zusammengearbeitet, um MOF-basierte Sensoren zur Erkennung von VOC-Emissionen zu entwickeln. Dies kombinierte ihre Expertise in der MOF-Synthese und Sensorintegration.

Abbildung 2. Global Metal Organic Framework Market Share (%), Durch Anwendung, 2023

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Top-Unternehmen in Global Metal Organic Framework Market:

• BASF
• Strem Chemicals
• MOF Technologies
• MOFapps
• NovaMOF
• MOF Technologies Indien
• ACSYNAM
• Framergy, Inc.
• MOFgen Ltd.
• MOFworx
• ZbMATH
• Avantama
• Sigma-Aldrich
• Sigma-Aldrich
• TCI Chemicals
• Greenwich Molekulare Mitarbeiter
• Novochem
• Mikromerik
• Reinste Nanoventures
• NUMAT Technologies

Definition: Metallorganische Gerüste (MOFs) beziehen sich auf eine Klasse poröser polymerer Materialien, die durch Verknüpfung von Metallionen oder Metallclustern mit organischen Liganden hergestellt werden. Die Designflexibilität bei der Variation der Metallionen und organischen Linker ermöglicht die Synthese einer Vielzahl von MOFs mit abstimmbarer Porengröße, hoher Porosität und großer Oberfläche. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften haben MOFs großes Potenzial für vielfältige Anwendungen wie Gasspeicherung und -trennung, Medikamentenabgabe, chemische Erfassung, Katalyse und Umweltheilung gezeigt. Die große Oberfläche und Porenvolumen von MOFs ermöglichen eine hohe Kapazität Gasadsorption, was sie für Wasserstoffspeicherung und Kohlenstofferfassung nützlich macht. MOFs werden auch für die kontrollierte Medikamentenlieferung aufgrund von abstimmbaren Porengrößen und Chemikalien untersucht. Der Markt für MOFs wird durch zunehmende kommerzielle Anwendungen in der chemischen, Gesundheitswesen, Energie und Verpackungsindustrie angetrieben.