Рынок металлоорганических рамок SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2023 - 2030)

Ожидается, что глобальный рынок металлоорганических рамок достигнет $1398,5 млн к 2030 году, от $640,6 млн в 2023 году, демонстрируя CAGR 11,8% в течение прогнозируемого периода.

Металлические органические каркасы (MOF) представляют собой пористые полимерные материалы, которые образуются ионами металлов или металлическими кластерами, скоординированными с органическими лигандами для формирования одно-, двух- или трехмерных структур. MOF имеют высокую пористость, большую площадь поверхности и настраиваемый размер пор, что делает их полезными для таких применений, как хранение и разделение газа. доставка наркотиковКатализ и химическое зондирование. Растущий спрос на эффективные технологии хранения и разделения газа стимулирует рост рынка.

Глобальный рынок металлоорганических рамок сегментирован по типу, применению, отрасли конечного использования и региону. По типу рынок подразделяется на металлоорганические каркасы, ковалентно-органические каркасы, гибридные ультрамикропорные материалы, водородно-связанные органические каркасы и другие. Ожидается, что сегмент металлоорганических каркасов будет доминировать на рынке, поскольку они имеют очень высокую пористость и площадь поверхности, что обеспечивает преимущества для адсорбционных приложений.

Глобальный рынок металлоорганических рамок - региональные исследования

• Северная Америка Ожидается, что в течение прогнозируемого периода он станет крупнейшим рынком металлоорганической основы, на долю которого в 2023 году придется более 32,1% рынка. Рост рынка в Северной Америке объясняется увеличением добычи сланцевого газа и растущим внедрением MOF для хранения и разделения газа.
• Азиатско-Тихоокеанский регион Ожидается, что он станет вторым по величине рынком металлоорганической структуры, на долю которого в 2023 году придется более 38,5% рынка. Рост рынка объясняется быстро растущими отраслями химической и медицинской промышленности в регионе.
• Европа Ожидается, что это будет самый быстрорастущий рынок металлоорганической структуры с CAGR более 16,2% в течение прогнозируемого периода. Рост рынка в Европе объясняется увеличением НИОКР и инвестиций в разработку передовых материалов MOF.

Фигура 1. Доля рынка металлоорганических рамок (%), по регионам, 2023

To learn more about this report, request sample copy

Глобальный рынок металлоорганических рамок

• Повышение спроса на эффективные технологии хранения и разделения газа Растущая потребность в энергоэффективных технологиях хранения и разделения газа стимулирует рост рынка металлоорганических каркасов. MOF имеют исключительно высокую пористость и площадь поверхности, что обеспечивает превосходную адсорбцию и емкость для хранения газа по сравнению с традиционными материалами, такими как активированный уголь и цеолиты. Такие отрасли, как нефть и газ, химикаты и энергетика, в значительной степени зависят от технологий разделения и очистки газа. MOF могут избирательно адсорбировать газы, такие как водород, метан и углекислый газ, что делает разделение и очистку более эффективными. Например, MOF используются для хранения водорода на борту и природного газа. Срочная необходимость сокращения выбросов углерода и перехода на чистую энергию также повышает спрос на эффективную энергию. Технологии улавливания углеродаТам, где МОФы показали большие перспективы.
• Рост отраслей конечного использования: Рост рынка металлических органических рамок обусловлен устойчивым ростом в основных отраслях конечного использования, таких как химикаты, здравоохранение, продукты питания и напитки, нефть и газ и упаковка. MOF все чаще используются в этих отраслях для таких применений, как хранение газа, доставка лекарств, сохранение продуктов питания, катализ и зондирование. Прогнозируется, что к 2027 году объем мирового рынка химических веществ достигнет около 6,8 триллиона долларов США, что указывает на значительный потенциал роста MOF. Аналогичным образом, увеличение расходов на здравоохранение и расширение индустрии продуктов питания и напитков в развивающихся странах стимулирует внедрение технологий MOF, таких как контролируемая доставка лекарств, медицинская визуализация, упаковка продуктов питания и другие.
• Высокие свойства по сравнению с обычными пористыми материалами: MOF обладают некоторыми исключительными свойствами, такими как сверхвысокая пористость, большая площадь поверхности, высокая термическая стабильность и настраиваемая структура, которые делают их превосходящими обычные пористые материалы, такие как цеолиты, активированный уголь и силикагель. MOF имеют площадь поверхности до 10 000 м2/г, что почти в 10 раз больше, чем у цеолитов. Настраиваемые органические лиганды и ионы металлов позволяют проектировать MOF с желаемым размером пор, формой и функциональностью. Это обеспечивает гораздо более избирательную адсорбцию и разделение газа. MOF также имеют высокую термостойкость до 500 °C. Сочетание сверхвысокой пористости, селективной адсорбционной способности и термической стабильности делает MOF идеальными для передовых применений в катализе, зондировании, доставке лекарств и других. Их превосходные свойства по сравнению с традиционными материалами являются основным фактором, способствующим их внедрению в различных отраслях промышленности.
• Увеличение инвестиций и НИОКР: Как государственные, так и частные игроки вкладывают значительные средства в продвижение исследований MOF и разработку новых областей применения. Государственное финансирование научных и институциональных НИОКР значительно увеличилось за последнее десятилетие, особенно в развитых регионах, таких как Северная Америка и Европа. Крупные химические, материальные и энергетические компании также активно инвестируют в собственные исследования и разработки в области промышленного производства MOF и коммерческих приложений. Стратегические партнерские отношения между академическими институтами и отраслевыми игроками на подъеме, чтобы перевести инновации в коммерческие продукты. Кроме того, появились стартапы, ориентированные исключительно на разработку и коммерциализацию технологий MOF. Растущий ландшафт исследований и разработок сигнализирует о сильных будущих перспективах роста рынка металлоорганических каркасов.

Рыночные возможности Global Metal Organic Framework

• Неиспользованный потенциал в оптике, электронике и датчиках В то время как хранение и разделение газа составляют основную долю в настоящее время, MOF обладают значительным, но неиспользованным потенциалом для передовых применений в таких областях, как оптика, электроника и зондирование. Их высокоупорядоченная кристаллическая структура делает MOF пригодными для изготовления оптических устройств. Тонкие пленки MOF могут быть интегрированы в электронные устройства в качестве диэлектрических материалов. Настраиваемая пористость также позволяет избирательно обнаруживать молекулы-мишени, что делает MOF идеальными для высокочувствительных химических датчиков. Наночастицы MOF все чаще исследуются для применения в лазерах, визуализации, дисплеях, устройствах памяти, батареях и других. С ростом исследований и разработок в этих областях электроника, оптика и датчики могут стать прибыльными областями применения и создать новые возможности роста для рынка MOF.
• Растущий спрос со стороны развивающихся стран: Развивающиеся экономики Азиатско-Тихоокеанского региона, Латинской Америки и Ближнего Востока и Африки предлагают огромные возможности для роста рынка металлоорганических каркасов. Быстрая индустриализация, увеличение инвестиций в инфраструктуру, урбанизация и рост потребительских расходов являются ключевыми факторами, стимулирующими освоение передовых материалов, таких как MOF, в секторах конечного использования. Кроме того, правительственные инициативы по содействию отечественному производству и инвестициям в новые технологии, такие как водородная энергетика, будут способствовать дальнейшему росту рынка. Местные игроки также выходят на производство MOF, чтобы удовлетворить растущий региональный спрос. По мере ускорения экономического роста на развивающихся рынках их доля на мировом рынке MOF будет продолжать увеличиваться в течение прогнозируемого периода.
• Продвижение коммерциализации и разработки продукции: В то время как деятельность в области НИОКР в области МОФ получила значительный импульс, крупномасштабное производство и коммерциализация продуктов на основе МОФ остается ключевой возможностью. В настоящее время высокая стоимость производства МОФ остается серьезной проблемой для коммерческой жизнеспособности. Игроки сосредоточены на разработке недорогих и устойчивых методов производства за счет оптимизации процессов и использования альтернативного сырья. Необходимы дополнительные усилия для перевода инноваций в готовые к рынку продукты, которые могут расширить существующий ассортимент приложений MOF. Партнерство с прикладными компаниями может способствовать развитию новых продуктов и стандартизации. В целом, развитие производственных технологий и коммерциализация играют решающую роль в раскрытии истинного потенциала MOF.
• Растущий спрос на органические каркасные композиты: Гибридные композиты, которые включают MOF в полимеры, углероды, кремнезем и другие пористые материалы, являются новой областью возможностей. Композиты MOF сочетают в себе преимущества высокой пористости от MOF и перерабатываемости полимеров или углерода. Это позволяет использовать их в приложениях, где только MOF могут иметь ограничения. Например, MOF-полимерные шарики могут преодолевать порошкообразную природу MOF для разделения колоночной хроматографии. Смешанные матричные мембраны MOF также демонстрируют улучшенную селективность и проницаемость по сравнению с полимерными мембранами. Синергетические эффекты композитов расширяют область применения MOF за пределы их индивидуальных применений. В связи с растущим вниманием НИОКР к органическим каркасным композитам они, вероятно, откроют новые горизонты для роста рынка.

Глобальный рынок металлоорганических рамок тенденции

• Расширение исследований по разработке настраиваемых и модульных MOF: Основной тенденцией является растущее исследование по разработке модульных и настраиваемых MOF путем выборочного объединения металлических кластеров и органических лигандов. Модульная сборка позволяет проектировать MOF с желаемыми структурными свойствами и адсорбционным поведением для конкретных приложений. Например, MOF с очень высокой площадью поверхности могут быть адаптированы для хранения газа, в то время как гидрофобные MOF идеально подходят для очистки от разливов нефти. Компании разрабатывают платформы и наборы инструментов для систематической настройки MOF путем выбора подходящих компонентов. Настраиваемые MOF, которые могут быть адаптированы для различных приложений, приобретают все больший интерес, стимулируя инновации в модульном дизайне и синтезе.
• Достижения в области устойчивого и экологически чистого производства MOF: Другой ключевой тенденцией является разработка устойчивых и экологически чистых методов производства MOF для снижения воздействия на окружающую среду и затрат. Для замены синтетических органических молекул исследуются пути зеленого синтеза с использованием возобновляемых лигандов из растительных и пищевых отходов. Включение синтеза MOF в воде вместо органических растворителей делает процесс более доброкачественным. Компании также минимизируют образование отходов за счет переработки растворителей и непрореагировавшего сырья. Автоматизация и химия потока внедряются для крупномасштабного производства с целью повышения урожайности, безопасности и эффективности процессов. Эти достижения позиционируют экологически устойчивое производство MOF как будущее производства.
• Расширение применения для доставки лекарств и биомедицинских применений: Сфера применения MOF в доставке лекарств и биомедицине постоянно расширяется. MOF позволяют контролировать загрузку лекарств, высвобождать кинетику и биодеградацию из-за их настраиваемого размера и структуры пор. Можно достичь целевого и устойчивого высвобождения терапевтических средств. Исследователи разрабатывают наночастицы MOF для усиления внутриклеточной доставки. Пористые MOF также обладают потенциалом для тканевой инженерии, биовизуальных агентов, биосенсоров и других. Все больше компаний используют MOF для биомедицинских продуктов для увеличения расходов на здравоохранение. Государственное финансирование исследований MOF в медицинских приложениях также неуклонно растет. Таким образом, нишевый сектор доставки лекарств и биомедицины становится жизненно важной областью применения МОФ.
• Растущее число стратегических партнерств и партнерств: Индустрия MOF является свидетелем растущего числа партнерских отношений, совместных предприятий и сотрудничества между компаниями и научно-исследовательскими институтами для стимулирования инноваций и разработки продуктов. Компании сотрудничают с академическими группами, обладающими опытом в области нового синтеза MOF, чтобы совместно открывать новые рамки. Связи с прикладными компаниями оценивают коммерческую жизнеспособность и переводят НИОКР в готовые к рынку решения. Химические фирмы сотрудничают, чтобы осуществить крупномасштабное производство MOF и расширить коммерческий охват. Эти стратегические альянсы используют дополнительные возможности и ускоряют рост.

Глобальный рынок металлоорганических рамок

• Высокая стоимость производства MOF: Одним из основных факторов, сдерживающих широкое коммерческое внедрение МОФ, является их высокая себестоимость по сравнению с существующими промышленными материалами. Синтез MOF включает в себя дорогие металлические соли-предшественники и органические линкеры, а также многоступенчатые процессы и длительное время реакции. Это приводит к низкой урожайности и низкой рентабельности. Для сырьевых применений, таких как хранение и разделение газа, отрасли предпочитают более дешевые альтернативы, такие как цеолиты и активированный уголь. Масштабирование производства при одновременном снижении затрат является ключевой задачей. Компании должны разрабатывать недорогие, эффективные и экологически чистые производственные процессы с помощью катализа, интенсификации процессов и дешевого использования сырья.
• Проблемы стабильности и обратимости: В то время как MOF предлагают настраиваемую структуру и функциональность, стабильность в различных условиях окружающей среды остается проблемой. Некоторые MOF показали деградацию в присутствии влаги. Отсутствие долгосрочной стабильности может ограничить их использование в приложениях, требующих длительной работы, таких как каталитические процессы. Помимо химической стабильности, поддержание структурной целостности после повторных циклов адсорбции-десорбции также важно для практической жизнеспособности и коммерческого внедрения MOF. Достижение отличной стабильности и обратимости будет иметь решающее значение.
• Отсутствие стандартизированных правил: Отсутствие стандартизированных правил и протоколов для производства, контроля качества и утверждения продукции является еще одним серьезным препятствием для коммерциализации и внедрения MOF в различных отраслях. Сертификация ISO для промышленного производства MOF в настоящее время ограничена. По мере увеличения масштабов производства необходимо будет устанавливать более строгие требования к безопасности процессов. Необходимо будет установить единые стандарты качества для обеспечения надежности работы во всех секторах применения. Для использования в чувствительных областях, таких как фармацевтические препараты и продукты питания, необходимо разработать строгие руководящие принципы одобрения. Отсутствие формальных правил создает неопределенность и препятствует широкомасштабному принятию.

Контрбаланс: Производство металлоорганических каркасов (МОП) включает в себя сложные процедуры и дорогостоящее сырье, что значительно увеличивает общую стоимость производства. Эта высокая стоимость часто передается конечным пользователям, что может ограничить рост рынка.

Мнения аналитиков:

Мировой рынок металлоорганических рамок ожидает значительный рост в течение следующего десятилетия. Рост рынка обусловлен растущим спросом на органические металлические каркасы для хранения и разделения газа. Их высокая площадь поверхности и настраиваемые пористые свойства делают их идеальными для улавливания и хранения газов, таких как водород, метан и углекислый газ. Их использование в энергоэффективной очистке природного газа и биогаза также неуклонно расширяется. Северная Америка в настоящее время доминирует на рынке благодаря присутствию крупных производителей MOF и исследовательских учреждений, изучающих их потенциальные приложения. Тем не менее, Азиатско-Тихоокеанский регион, как ожидается, станет самым быстрорастущим региональным рынком с Китаем и Индией, инвестирующими значительные средства в MOF R&D. Развивающиеся страны региона рассматривают МОФ как возможность решить свои проблемы энергетической безопасности и загрязнения. В то время как возможности изобилуют, высокие производственные затраты и отсутствие масштаба создают проблемы для рынка. Синтезирование MOF включает в себя многоступенчатые процессы и использование дорогих солей металлов. Это препятствует их широкому использованию, особенно в развивающихся странах. Также сохраняются опасения по поводу узких мест в производстве и проблем в цепочке поставок.

Успешная коммерциализация MOF в области хранения газа, улавливания углерода, очистки воды и каталитического применения значительно увеличит будущие доходы. Сотрудничество между академическими лабораториями и промышленными игроками станет ключом к разблокировке обширных возможностей MOF.

Глобальный рынок металлоорганических рамок - последние события

Новый продукт запускается:

• В октябре 2022 года, Басф Химическая компания запустила первый коммерчески доступный MOF, Basolite M050, для адсорбционного преобразования тепла. Это может эффективно хранить тепловую энергию для отопления и охлаждения зданий.
• В январе 2022 года MOF Компания по производству водорода представила новый адсорбент MOF-210 для хранения водорода. Он имеет на 70% большую объемную водородную емкость по сравнению с баллонами сжатого газа.
• В сентябре 2021 года MOFGEN Ltd. запустила новую структуру цеолитического имидазолата, ZIF-8, для выборочного захвата CO_{2 2} из потоков дымовых газов. Это поможет сократить выбросы парниковых газов.

Приобретение и партнерство:

• В марте 2022 года SK Inc. сотрудничала с MOF Technologies для продвижения разработки и коммерциализации MOF для хранения водорода. Это укрепило их возможности в области технологий чистой энергии.
• В октябре 2021 года, Адамас Нанотехнологии приобретенный MOF Технологии Индии расширяют портфель нанопористых материалов, включая MOF. Это расширило возможности R&D.
• В мае 2020 года MOF Технологии в партнерстве с Avantama разрабатывают датчики на основе MOF для обнаружения выбросов ЛОС. Это объединило их опыт в синтезе MOF и интеграции датчиков.

Фигура 2. Доля мирового рынка металлоорганических рамок (%), по заявкам, 2023

To learn more about this report, request sample copy

Лучшие компании на мировом рынке металлоорганических рамок:

• Басф
• Строгие химикаты
• MOF технологии
• MOFapps
• НОВАМОФ
• MOF Technologies Индия
• АКСИНАМ
• Framergy, Inc.
• MOFgen Ltd.
• Мофворкс
• zbMATH
• Авантама
• Сигма-Альдрих
• Сигма-Альдрих
• TCI Chemicals
• Гринвич Молекулярные партнеры
• Новохим
• микромеритика
• Reinste Nanoventures
• Технологии NUMAT

Определение: Металлические органические каркасы (MOF) относятся к классу пористых полимерных материалов, изготовленных путем соединения ионов металлов или металлических кластеров с органическими лигандами. Гибкость конструкции, связанная с изменением ионов металлов и органических линкеров, позволяет синтезировать широкий спектр MOF с настраиваемым размером пор, высокой пористостью и большой площадью поверхности. Благодаря своим исключительным физико-химическим свойствам, MOF показали большой потенциал для различных применений, включая хранение и разделение газа, доставку лекарств, химическое зондирование, катализ и восстановление окружающей среды. Большая площадь поверхности и объем пор MOF обеспечивают высокую адсорбцию газа, что делает их полезными для хранения водорода и улавливания углерода. MOF также исследуются для контролируемой доставки лекарств из-за настраиваемых размеров пор и химий. Рынок MOFs обусловлен увеличением коммерческих применений в химической, медицинской, энергетической и упаковочной промышленности.