Aerogéis, um mercado de US$ 2,6 bilhões até 2034

Os aerogéis – muitas vezes fornecidos para isolamento de alta temperatura como mantas não tecidas – têm experimentado um crescimento de mercado constante historicamente, atingindo um mercado de pouco menos de US$ 450 milhões em 2022, de acordo com um novo relatório da IDTechEx.

O progresso tem sido mais lento do que o esperado, em grande parte devido à concorrência com materiais de isolamento existentes de baixo custo. O surgimento de aerogéis como material de proteção contra incêndio para baterias de veículos elétricos (EV) oferece uma oportunidade nova e de rápido crescimento para o mercado de aerogel. O relatório da IDTechEx, Aerogels 2024-2034: Technologies, Markets and Players, prevê que as baterias EV representarão mais da metade do mercado de aerogel até 2025.

Isolamento térmicoOs aerogéis são bem conhecidos por exibirem excelente isolamento térmico (15-20mW/mK), tornando-os ideais para baterias EV.

Normalmente, as células da bateria são resfriadas por meio de estratégias de gerenciamento térmico, como placas de resfriamento de água e canais de refrigeração. No entanto, em torno destes pode ser benéfico isolar termicamente as células umas das outras. Isso ajuda a manter as células aquecidas em condições frias e evita a transferência de calor entre as células no caso de superaquecimento da célula. Os aerogéis também possuem densidade muito baixa (<0,2g/cm3), o que auxilia na densidade energética da embalagem.

Uma das limitações à adoção do aerogel nos veículos elétricos tem sido a temperatura máxima de combustão mais baixa. Com os OEMs buscando fornecer segurança em um evento de fuga térmica, os fabricantes de aerogel agora sugerem em grande parte que seus materiais fornecerão proteção bem acima de 1.000°C.

Outra preocupação tem sido o manuseamento destes materiais e a sua natureza “empoeirada”. Para combater isso, vários fabricantes de aerogel fornecem seus produtos EV na forma de bolsas encapsuladas, permitindo a integração direta na bateria.

Tal como acontece com tudo o que é automóvel, o custo tem sido uma barreira. Isto pode ser um pouco mitigado pelo fato de que os aerogéis podem fornecer múltiplas propriedades. À medida que as baterias EV tendem a uma maior densidade de energia através de uma maior integração, os materiais multifuncionais ganham destaque. Os aerogéis podem fornecer isolamento térmico, isolamento elétrico, proteção contra fogo e algum desempenho de compressão. Além disso, à medida que a produção aumenta e as encomendas atingem volumes mais elevados, existe potencial para reduzir os custos para competir ainda mais com alternativas.

Concorrência Os materiais de proteção contra incêndio comumente usados ​​incluem mantas cerâmicas, folhas de mica e encapsulamento de espuma. Há uma série de outros materiais que também pretendem competir neste espaço, incluindo materiais intumescentes e materiais de mudança de fase. Cada um tem suas próprias vantagens em termos de propriedades essenciais, como condutividade térmica, densidade, desempenho de compressão, temperatura máxima de proteção, sustentabilidade e muito mais. O design específico da bateria também terá impacto na escolha, por exemplo, do formato da célula (bolsa, prismática, cilíndrica) e da estrutura do pacote (célula a pacote, estratégia de gestão térmica, etc.).

A IDTechEx conclui que várias opções continuarão a apresentar oportunidades, sem previsão de que nenhuma solução única domine completamente o mercado nos próximos 10 anos.

A maior parte do progresso inicial do aerogel no mercado de veículos elétricos ocorreu na China para ônibus elétricos. Agora, a líder de mercado, Aspen Aerogels, com sede nos EUA, fez progressos significativos. A receita gerada com seu material PyroThin EV subiu para US$ 55,6 milhões em 2022 – vezes seu valor de 2021. Aspen recebeu pedidos da GM para sua plataforma Ultium e para a Toyota e vários outros.

A China detém a maior parte da capacidade total de fabricação de aerogel. Um interveniente importante no setor dos VE é a IBIH, que, com a sua primeira produção em 2017, duplicou a capacidade até 2023, com novas expansões em curso.

A IBIH vende a maioria de seus produtos aos principais fabricantes de baterias EV e informou à IDTechEx que dobrou a receita a cada ano desde 2020. O mercado chinês também tem muitos outros players de aerogel, a maioria dos quais são empresas bastante jovens e em vários estágios de produção e EV. envolvimento.