Gli aerogel hanno registrato storicamente una crescita costante del mercato, raggiungendo un mercato di poco inferiore ai 450 milioni di dollari nel 2022. I progressi sono stati un po' più lenti di quanto ci si aspettasse, soprattutto a causa della concorrenza con i materiali isolanti più economici. Tuttavia, l'emergere degli aerogel come materiale di protezione antincendio per le batterie dei veicoli elettrici (EV) rappresenta una nuova opportunità in rapida crescita per il mercato degli aerogel. L'ultimo rapporto di mercato di IDTechEx, "Aerogels 2024-2034: Tecnologie, Mercati e Attori", prevede che le batterie per veicoli elettrici rappresenteranno oltre la metà del mercato dell'aerogel entro il 2025.

 

 

 

È noto che gli aerogel presentano un eccellente isolamento termico (15-20mW/m.K). Si tratta di caratteristiche eccellenti per una batteria EV. In genere, le celle della batteria vengono raffreddate attraverso una strategia di gestione termica, come piastre fredde ad acqua e canali di raffreddamento. Tuttavia, intorno a queste ultime può essere vantaggioso isolare termicamente le celle l'una dall'altra. Questo aiuta a mantenere le celle calde in condizioni di freddo e impedisce il trasferimento di calore tra le celle in caso di surriscaldamento. Gli aerogel hanno anche una densità molto bassa (<0,2 g/cm³ ), che contribuisce alla densità energetica del pacco.

 

 

Una delle limitazioni all'adozione dell'aerogel nei veicoli elettrici è stata la bassa temperatura massima di combustione. Poiché gli OEM vogliono garantire la sicurezza in caso di fuga termica, i produttori di aerogel suggeriscono che i loro materiali sono in grado di fornire una protezione ben superiore a 1000° C.

 

Un'altra preoccupazione è stata la manipolazione di questi materiali e la loro natura "polverosa". Per ovviare a questo problema, diversi produttori di aerogel forniscono i loro prodotti EV sotto forma di sacchetto incapsulato, che consente l'integrazione diretta nella batteria.

 

Come per tutto ciò che riguarda il settore automobilistico, il costo ha rappresentato un ostacolo. Questo aspetto può essere in qualche modo mitigato dal fatto che gli aerogel possono fornire molteplici proprietà. Poiché i pacchi batteria dei veicoli elettrici tendono a una maggiore densità di energia grazie a una maggiore integrazione, i materiali multifunzionali sono al centro dell'attenzione. Gli aerogel possono fornire isolamento termico, isolamento elettrico, protezione antincendio e alcune prestazioni di compressione. Inoltre, man mano che la produzione aumenta e gli ordini raggiungono volumi più elevati, è possibile ridurre i costi per competere ulteriormente con le alternative.

 

 

I materiali antincendio comunemente utilizzati includono coperte ceramiche, fogli di mica e incapsulamento in schiuma. Esiste una serie di altri materiali che mirano a competere in questo spazio, tra cui i materiali intumescenti e i materiali a cambiamento di fase. Ognuno di essi presenta dei compromessi in termini di proprietà fondamentali come la conduttività termica, la densità, le prestazioni di compressione, la temperatura massima di protezione, la sostenibilità e altro ancora. Anche il design specifico della batteria influisce sulla scelta, ad esempio il formato delle celle (pouch, prismatiche, cilindriche) e la struttura del pacco (cella-pacco, strategia di gestione termica, ecc.). IDTechEx ha analizzato questi fattori nel suo rapporto "Materiali Antincendio Per Batterie Per Veicoli Elettrici 2023-2033" e ha rilevato che diverse opzioni continueranno a presentare opportunità, senza che una singola soluzione possa dominare completamente il mercato nei prossimi 10 anni.

 

 

La maggior parte dei primi progressi dell'aerogel nel mercato dei veicoli elettrici è avvenuta in Cina per gli autobus elettrici. Ora il leader del mercato, Aspen Aerogels, con sede negli Stati Uniti, ha compiuto progressi significativi. Il fatturato generato dal suo materiale PyroThin EV è salito a 55,6 milioni di dollari nel 2022, 9 volte il valore del 2021. Aspen ha ottenuto ordini da GM per la sua piattaforma Ultium e da Toyota, oltre a numerose altre citazioni.

 

La Cina detiene la maggior parte della capacità produttiva complessiva di aerogel. Un attore chiave per i veicoli elettrici è IBIH, con la sua prima produzione nel 2017; ha raddoppiato la capacità entro il 2023, con ulteriori espansioni in corso. IBIH vende la maggior parte dei suoi prodotti ai principali produttori di batterie per EV e ha informato IDTechEx di aver raddoppiato le entrate ogni anno dal 2020. Sul mercato cinese sono presenti molti altri operatori del settore dell'aerogel, la maggior parte dei quali sono aziende piuttosto giovani e in fasi diverse di produzione e coinvolgimento nei veicoli elettrici.

 

 

Il mercato dell'aerogel è cresciuto a un ritmo costante, ma i veicoli elettrici lo faranno crescere rapidamente: IDTechEx prevede che il mercato totale dell'aerogel supererà i 2,6 miliardi di dollari entro il 2034, con la maggior parte delle batterie per veicoli elettrici. Molti altri materiali competeranno in questo campo, ma gli aerogel sono destinati a diventare un'opzione standard.

 

IDTechEx studia il settore degli aerogel da molti anni, con esperti tecnici che hanno condotto un ampio numero di interviste primarie e valutazioni dettagliate di questo settore. L'ultimo rapporto di IDTechEx, "Aerogels 2024-2034: Technologies, Markets and Players", analizza gli aerogel rispetto ad altri materiali di protezione antincendio per i pacchi batterie EV, insieme agli operatori, ai loro ricavi, alla capacità e ai progressi del mercato. Il rapporto prende in considerazione anche altre applicazioni come il settore petrolifero e del gas, le condutture di GNL, l'elettronica e altro ancora.

 

Per saperne di più su questo nuovo rapporto IDTechEx, comprese le pagine campione scaricabili, visitate il sito www.IDTechEx.com/Aerogels.