MARCHé-CADRE MéTAL ORGANIQUE SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2023 - 2030)

Le marché-cadre mondial des métaux organiques devrait atteindre 1 398,5 millions de dollars É.-U. d'ici 2030, contre 640,6 millions de dollars É.-U. en 2023, représentant un TCAC de 11,8 % pendant la période de prévision.

Les cadres organiques métalliques sont des matériaux polymériques poreux formés par des ions métalliques ou des amas métalliques coordonnés avec des ligands organiques pour former des structures à une, deux ou trois dimensions. Les MOF ont une porosité élevée, une grande surface et des pores thoniers qui les rendent utiles pour des applications telles que le stockage et la séparation du gaz, livraison de médicaments, catalyse et détection chimique. La demande croissante de technologies efficaces de stockage et de séparation du gaz stimule la croissance du marché.

Le marché mondial des cadres organiques métalliques est segmenté par type, application, industrie d'utilisation finale et région. Par type, le marché est segmenté en cadres métal-organiques, cadres covalent-organiques, matériaux hybrides ultramicroporeux, cadres organiques liés à l'hydrogène et autres. On s'attend à ce que le segment des cadres métal-organiques domine le marché, car ceux-ci ont une porosité et une surface très élevées qui procurent des avantages pour les applications basées sur l'adsorption.

Global Metal Organic Framework Marché- Perspectives régionales

• Amérique du Nord On s'attend à ce que ce soit le plus grand marché pour le cadre métallique organique au cours de la période de prévision, représentant plus de 32,1% de la part de marché en 2023. La croissance du marché nord-américain est attribuable à l'augmentation de la production de gaz de schiste et à l'adoption croissante de MOF pour le stockage et la séparation du gaz.
• Asie-Pacifique On s'attend à ce qu'il s'agisse du deuxième marché en importance pour le cadre métallique organique, qui représente plus de 38,5 % de la part de marché en 2023. La croissance du marché est attribuée à la croissance rapide des industries chimiques et des soins de santé dans la région.
• Europe On s'attend à ce que le marché du cadre métal organique soit en pleine croissance, avec un TCAC de plus de 16,2 % au cours de la période de prévision. La croissance du marché en Europe est attribuée à l'accroissement des activités de R-D et des investissements dans la mise au point de matériaux MOF de pointe.

Graphique 1. Part du marché mondial des métaux organiques (%), par région, 2023

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Global Metal Organic Framework Market - moteurs

• Augmentation de la demande de technologies efficaces de stockage et de séparation du gaz: Le besoin croissant de technologies de stockage et de séparation du gaz économes en énergie est à l'origine de la croissance du marché des métaux organiques. Les moteurs à allumage commandé ont une porosité et une surface exceptionnellement élevées qui offrent une capacité supérieure d'adsorption et de stockage des gaz par rapport aux matériaux traditionnels comme le charbon actif et les zéolites. Les industries comme le pétrole et le gaz, les produits chimiques et l'énergie dépendent fortement des technologies de séparation et de purification du gaz. Les moteurs peuvent adsorber sélectivement des gaz comme l'hydrogène, le méthane et le dioxyde de carbone, ce qui rend la séparation et la purification plus efficaces. Par exemple, des moteurs à allumage commandé sont utilisés pour le stockage de l'hydrogène à bord des véhicules et le stockage du gaz naturel. La nécessité urgente de réduire les émissions de carbone et de passer à une énergie propre stimule également la demande d'efficacité. technologies de captage du carbone, où les MOF ont montré une grande promesse.
• Croissance des industries d'utilisation finale: La croissance du marché des produits organiques métalliques s'explique par la croissance régulière des principales industries d'utilisation finale comme les produits chimiques, les soins de santé, les aliments et boissons, le pétrole et le gaz et l'emballage. Ces industries adoptent de plus en plus des MOF pour des applications comme le stockage du gaz, la livraison de médicaments, la préservation des aliments, la catalyse et la détection. La taille du marché mondial des produits chimiques devrait atteindre environ 6,8 billions de dollars É.-U. d'ici 2027, ce qui indique un potentiel de croissance important pour les MO. De même, l'augmentation des dépenses de soins de santé et l'expansion de l'industrie des aliments et des boissons dans les économies en développement stimulent l'adoption de technologies comme la livraison contrôlée de médicaments, l'imagerie médicale, l'emballage alimentaire et d'autres.
• Propriétés supérieures sur les matériaux poreux conventionnels: Les moteurs à allumage commandé possèdent certaines propriétés exceptionnelles telles qu'une porosité élevée, une grande surface, une stabilité thermique élevée et une structure thonière qui les rendent supérieurs aux matériaux poreux conventionnels comme les zéolites, le charbon actif et le gel de silice. Les FO ont des surfaces allant jusqu'à 10 000 m2/g, soit presque 10 fois plus que les zéolites. Les ligands organiques personnalisables et les ions métalliques permettent de concevoir des MOF avec la taille de pores souhaitée, la forme et la fonctionnalité. Cela permet une adsorption et une séparation des gaz beaucoup plus sélectives. Les MOF ont également une stabilité thermique élevée pouvant atteindre 500°C. La combinaison d'une porosité ultra élevée, d'une capacité d'adsorption sélective et d'une stabilité thermique rend les MOF idéals pour des applications avancées dans la catalyse, la détection, la livraison de médicaments, etc. Leurs propriétés supérieures sur les matériaux traditionnels sont un facteur majeur qui stimule son adoption dans toutes les industries.
• Accroître les investissements et les activités de R-D : Des investissements importants sont faits par des acteurs publics et privés pour faire progresser la recherche sur le MOF et développer de nouveaux domaines d'application. Le financement public de la R-D universitaire et institutionnelle a considérablement augmenté au cours de la dernière décennie, en particulier dans les régions développées comme l'Amérique du Nord et l'Europe. De grandes entreprises de produits chimiques, de matériaux et d'énergie investissent également massivement dans la R-D interne sur la production industrielle de MOF et les applications commerciales. Les partenariats stratégiques entre les instituts universitaires et les acteurs de l'industrie sont en hausse pour traduire les innovations en produits commerciaux. De plus, des startups exclusivement axées sur le développement et la commercialisation de technologies MOF sont apparues. La croissance du paysage de la R-D indique de fortes perspectives de croissance future pour le marché des cadres de production de métaux organiques.

Global Metal Organic Framework Marché- Opportunités

• Potentiel inexploité en optique, électronique et capteurs: Bien que le stockage et la séparation du gaz représentent actuellement une part importante, les moteurs de transport présentent un potentiel important mais inexploité pour des applications avancées dans des domaines comme l'optique, l'électronique et la détection. Leur structure cristalline hautement ordonnée rend les MOF adaptés à la fabrication de dispositifs optiques. Les films minces MOF peuvent être intégrés dans les appareils électroniques en tant que matériaux diélectriques. La porosité thonière permet également la détection sélective des molécules cibles, rendant les MOF idéals pour les capteurs chimiques très sensibles. Les nanoparticules MOF sont de plus en plus explorées pour des applications dans les lasers, l'imagerie, les écrans, les dispositifs de mémoire, les batteries et autres. Avec l'augmentation de la R-D dans ces domaines, l'électronique, l'optique et les capteurs sont prêts à émerger comme des domaines d'application lucratifs et à créer de nouvelles avenues de croissance pour le marché du MOF.
• Demande croissante des économies émergentes : Les économies émergentes d'Asie-Pacifique, d'Amérique latine et du Moyen-Orient et d'Afrique offrent des possibilités de croissance massive pour le marché-cadre des métaux organiques. L'industrialisation rapide, l'augmentation des investissements dans l'infrastructure, l'urbanisation et l'augmentation des dépenses de consommation sont des facteurs clés de l'adoption de matériaux de pointe comme les MO dans les secteurs d'utilisation finale. En outre, les initiatives gouvernementales visant à promouvoir la fabrication intérieure et les investissements dans les technologies émergentes telles que l'hydrogène stimuleront davantage la croissance du marché. Les acteurs locaux s'engagent également dans la production de MOF pour répondre à la demande régionale croissante. Au fur et à mesure que l'expansion économique des marchés émergents s'accélère, leur part sur le marché mondial du MOF continuera d'augmenter au cours de la période de prévision.
• Promouvoir la commercialisation et le développement de produits : Bien que les activités de R-D sur les MO aient pris une grande ampleur, la fabrication et la commercialisation à grande échelle de produits à base de MO reste une occasion importante. À l'heure actuelle, le coût de production élevé des MO demeure un défi majeur pour la viabilité commerciale. Les acteurs se concentrent sur le développement de méthodes de production à faible coût et durables grâce à l'optimisation des processus et à l'utilisation de matières premières alternatives. Il faut également redoubler d'efforts pour traduire les innovations en produits prêts au marché, ce qui peut élargir la gamme d'applications MOF existante. Les partenariats avec les entreprises d'application peuvent contribuer à stimuler le développement et la normalisation de nouveaux produits. Dans l'ensemble, l'avancement des technologies de fabrication et des initiatives de commercialisation joue un rôle crucial pour libérer le véritable potentiel des MO.
• Demande croissante de composites-cadres organiques : Les composites hybrides qui incorporent des MOF dans des polymères, des carbones, de la silice et d'autres matériaux poreux sont un domaine d'opportunité émergent. Les composites MOF combinent les avantages de la porosité élevée des MOF et de la processabilité des polymères ou des carbones. Cela permet leur utilisation dans des applications où seuls les MO peuvent avoir des limites. Par exemple, les billes en polymère de MOF peuvent surmonter la nature poudreuse des MOF pour les séparations chromatographiques en colonne. Les membranes mixtes MOF montrent également une meilleure sélectivité et perméabilité par rapport aux membranes polymères. Les effets synergiques des composites élargissent la portée des MO au-delà de leurs applications individuelles. Avec l'augmentation de la R-D axée sur les composites-cadres organiques, ceux-ci ouvriront probablement de nouveaux horizons à la croissance du marché.

Marché-cadre mondial des métaux organiques Tendances

• Accroître la recherche sur le développement de MO personnalisables et modulaires : Une tendance majeure est la recherche croissante sur le développement de MOF modulaires et personnalisables en combinant sélectivement les grappes métalliques et les ligands organiques. L'assemblage modulaire permet la conception de MOF avec les propriétés structurales souhaitées et le comportement d'adsorption pour des applications spécifiques. Par exemple, les moteurs à très haute surface peuvent être adaptés pour le stockage du gaz, tandis que les moteurs hydrophobes sont idéaux pour le nettoyage des déversements de pétrole. Les entreprises mettent au point des plates-formes et des trousses d'outils pour permettre un réglage systématique des MO en choisissant des composants appropriés. Les MO personnalisables qui peuvent être adaptés pour différentes applications gagnent en intérêt, stimulant les innovations dans la conception et la synthèse modulaires.
• Progrès dans la fabrication durable et respectueuse de l'environnement du MOF : Une autre tendance clé est la mise au point de méthodes durables et respectueuses de l'environnement pour la fabrication de MOF afin de réduire les impacts et les coûts environnementaux. Des voies de synthèse vertes utilisant des ligands biologiques renouvelables provenant de déchets végétaux et alimentaires sont à l'étude pour remplacer les molécules organiques synthétiques. Le fait de permettre la synthèse du MOF dans l'eau au lieu des solvants organiques rend le processus plus bénin. Les entreprises réduisent également la production de déchets grâce au recyclage de solvants et de matières premières non réagies. L'automatisation et la chimie des flux sont mises en œuvre pour la production à grande échelle afin d'améliorer le rendement, la sécurité et l'efficacité des procédés. Ces progrès font de la production de MOF écologiquement viable l'avenir de la fabrication.
• Accroître l'adoption de médicaments et d'applications biomédicales : La portée de l'application des MO dans la prestation de médicaments et la biomédecine ne cesse d'augmenter. Les MOF permettent de contrôler la charge des médicaments, la cinétique de libération et la biodégradation en raison de leur taille et de leur structure de pores thoneux. La libération ciblée et durable des produits thérapeutiques peut être réalisée. Les chercheurs mettent au point des nanoparticules de MOF pour améliorer la distribution intracellulaire. Les moteurs poreux offrent également le potentiel d'échafaudages en génie tissulaire, d'agents bio-imagerie, de biocapteurs et autres. De plus en plus d'entreprises tirent parti des MO pour utiliser les produits biomédicaux pour accroître les dépenses de santé. Le financement public de la recherche sur les applications médicales du MOF augmente également régulièrement. Le secteur spécialisé de la distribution de médicaments et des produits biomédicaux devient donc un domaine d'application essentiel pour les MO.
• Nombre croissant de partenariats et de collaborations stratégiques : L'industrie du MOF est témoin d'un nombre croissant de partenariats, de coentreprises et de collaborations entre entreprises et instituts de recherche pour stimuler l'innovation et le développement de produits. Les entreprises s'associent à des groupes universitaires ayant une expertise en synthèse MOF nouvelle pour découvrir conjointement de nouveaux cadres. Les entreprises d'application évaluent la viabilité commerciale et traduisent la R-D en solutions prêtes au marché. Les entreprises chimiques collaborent pour entreprendre une production à grande échelle de MOF et élargir la portée commerciale. Ces alliances stratégiques tirent parti de capacités complémentaires et accélèrent la croissance.

Global Metal Organic Framework Marché - Restrictions

• Coût de production élevé des moteurs à allumage commandé: L'un des principaux facteurs qui freinent l'adoption commerciale généralisée des MO est leur coût de production élevé par rapport aux matériaux industriels existants. La synthèse du MOF implique des sels métalliques précurseurs coûteux et des linkers organiques, ainsi que des processus en plusieurs étapes et de longs temps de réaction. Il en résulte un faible rendement et une faisabilité peu coûteuse. Pour les applications de produits de base comme le stockage et la séparation du gaz, les industries favorisent des solutions de remplacement moins coûteuses comme les zéolites et le charbon actif. L'augmentation de la production tout en réduisant les coûts est un défi clé. Les entreprises doivent développer des procédés de fabrication peu coûteux, efficaces et respectueux de l'environnement grâce à la catalyse, à l'intensification des procédés et à l'utilisation de matières premières bon marché.
• Problèmes de stabilité et de réversibilité : Bien que les MO offrent une structure et une fonctionnalité compatibles, la stabilité dans différentes conditions environnementales demeure préoccupante. Certains MO ont montré une dégradation en présence d'humidité. Le manque de stabilité à long terme peut limiter leur utilisation dans des applications qui exigent des performances durables telles que les procédés catalytiques. Outre la stabilité chimique, le maintien de l'intégrité structurale après des cycles répétés d'adsorption-désorption est également important pour la viabilité pratique et l'adoption commerciale de MOF, en particulier pour les applications de stockage de gaz. Il sera essentiel de parvenir à une excellente stabilité et à une réversibilité.
• Absence de réglementation normalisée : L'absence de règlements et de protocoles normalisés pour la fabrication, le contrôle de la qualité et l'approbation des produits constitue un autre obstacle majeur à la commercialisation et à l'adoption de MO dans toutes les industries. La certification ISO pour la production industrielle de MOF est actuellement limitée. Des exigences plus strictes en matière de sécurité des procédés devront être établies à mesure que la fabrication augmentera. Des normes de qualité uniformes devront être établies pour assurer la fiabilité des performances dans tous les secteurs d'application. Pour une utilisation dans des domaines sensibles tels que les produits pharmaceutiques et les aliments, il faut formuler des directives d'approbation strictes. L'absence de réglementation formelle crée des incertitudes et entrave l'adoption à grande échelle.

Contrepoids La production de Cadres métalliques organiques (MOF) implique des procédures complexes et des matières premières coûteuses, ce qui augmente considérablement le coût global de production. Ce coût élevé est souvent répercuté sur les utilisateurs finaux, ce qui peut limiter la croissance du marché.

Vues des analystes :

Le marché-cadre mondial des métaux organiques est sur le point de connaître une croissance significative au cours de la prochaine décennie. La croissance du marché est due à la demande croissante de cadres métalliques organiques dans les applications de stockage et de séparation du gaz. Leur superficie élevée et leurs propriétés poreuses sont idéales pour capter et stocker des gaz comme l'hydrogène, le méthane et le dioxyde de carbone. Leur utilisation pour la purification du gaz naturel et du biogaz à haut rendement énergétique ne cesse de croître. L'Amérique du Nord domine actuellement le marché en raison de la présence de grands fabricants de MOF et d'institutions de recherche explorant leurs applications potentielles. Toutefois, l'Asie-Pacifique devrait devenir le marché régional qui connaît la croissance la plus rapide, la Chine et l'Inde investissant massivement dans la R-D du MOF. Les pays en développement de la région voient dans les MO une occasion de répondre à leurs préoccupations en matière de sécurité énergétique et de pollution. Alors que les possibilités abondent, les coûts de production élevés et le manque d'échelle posent des défis au marché. La synthèse des MOF implique des processus en plusieurs étapes et l'utilisation de sels métalliques coûteux. Cela entrave leur utilisation généralisée, en particulier dans les pays en développement. Les problèmes liés aux goulets d'étranglement de la production et à la chaîne d'approvisionnement persistent également.

La commercialisation réussie des moteurs à allumage commandé dans les domaines du stockage du gaz, du captage du carbone, du traitement de l ' eau et des applications catalytiques entraînerait des recettes importantes. Les collaborations entre les laboratoires universitaires et les acteurs industriels seront essentielles pour libérer les vastes

Global Metal Organic Framework Market- Faits récents

Lancements de nouveaux produits :

• En octobre 2022, BASE est une entreprise chimique a lancé le premier MOF commercial disponible, Basolite M050, pour les applications de transformation thermique adsorption. Cela peut stocker efficacement l'énergie thermique pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments.
• En janvier 2022, le MOF Technologies est une société de production d'hydrogène a introduit un nouvel adsorbant MOF, MOF-210, pour les applications de stockage d'hydrogène. Sa capacité en hydrogène volumétrique est supérieure de 70 % à celle des bouteilles à gaz comprimé.
• En septembre 2021, MOFGEN Ltd. a lancé un nouveau cadre d'imidazolate zéolitique, ZIF-8, pour capturer sélectivement le CO₂ de flux de gaz de combustion. Cela contribuera à réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Acquisition et partenariats :

• En mars 2022, SK Inc. s'est associée à MOF Technologies pour faire progresser le développement et la commercialisation de MOF pour le stockage de l'hydrogène. Cela a renforcé leurs capacités en matière de technologies énergétiques propres.
• En octobre 2021, Nanotechnologies Adamas MOF acquis Technologies Inde pour élargir son portefeuille de matériaux nanoporeux, y compris les MOF. Cela a amélioré ses capacités de R-D.
• En mai 2020, le MOF Technologies associées à Avantama pour développer des capteurs MOF pour détecter les émissions de COV. Cela a combiné leur expertise dans la synthèse MOF et l'intégration des capteurs.

Graphique 2. Part du marché mondial des métaux organiques (%), par demande, 2023

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Meilleures entreprises du marché mondial des cadres organiques métalliques :

• BASE
• Produits chimiques Strem
• Technologies MOF
• MOFapps
• NovaMOF
• MOF Technologies Inde
• ACSYNAM
• Société d'assurance-vie
• La société Mofgen Ltd.
• MOFworx
• zbMATH
• Avantama
• Sigma-Aldrich
• Sigma-Aldrich
• TCI Produits chimiques
• Les associés moléculaires de Greenwich
• Novochem
• micromérite
• Reinste Nanoventures
• Technologies NUMAT

Définition: Les cadres métalliques organiques (MOF) se réfèrent à une classe de matériaux poreux polymérisés fabriqués en reliant des ions métalliques ou des amas métalliques à des ligands organiques. La flexibilité de conception associée à la variation des ions métalliques et des liaisons organiques permet la synthèse d'une grande variété de MO avec des pores thoneux, une porosité élevée et une grande surface. En raison de leurs propriétés physicochimiques exceptionnelles, les MO ont montré un grand potentiel pour diverses applications, y compris le stockage et la séparation du gaz, la livraison de médicaments, la détection de produits chimiques, la catalyse et l'assainissement de l'environnement. La grande surface et les volumes interstitiaux des moteurs à allumage commandé permettent une adsorption de gaz de haute capacité, ce qui les rend utiles pour le stockage de l'hydrogène et le captage du carbone. On étudie également des FO pour la livraison contrôlée de médicaments en raison de la taille des pores et des pharmacies. Le marché des MF est alimenté par l'augmentation des applications commerciales dans les secteurs des produits chimiques, des soins de santé, de l'énergie et de l'emballage.