Los materiales para las celdas de combustible PEM superarán los 7 mil millones para 2033

Los materiales para las celdas de combustible PEM superarán un valor de mercado de 7 mil millones de dólares para 2033, según IDTechEx

A pesar de los fuertes materiales predominantes para ciertos componentes, el panorama tecnológico para las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM) cambiará de muchas maneras en los próximos años. Se espera una mayor demanda de materiales en términos de volumen y unidades, reducción del costo de los componentes y la aparición de tecnologías disruptivas, mientras se establecen y fortalecen acuerdos de cadena de suministro en toda la industria. Junto con el crecimiento de la demanda, las tendencias emergentes y el análisis de jugadores, IDTechEx detalla cómo se espera que el mercado de materiales asociados para las celdas de combustible PEM supere un valor de US $ 7 mil millones para 2033

A medida que continúa la tendencia hacia los vehículos de cero emisiones, se prevé que los vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) crezcan en consecuencia como sector del mercado. Los vehículos de pasajeros (automóviles) ya han experimentado algunos avances en este campo, con el Toyota Mirai y el Hyundai NEXO bien establecidos en el mercado. Los FCEV también presentan oportunidades significativas en el sector de servicio pesado, con camiones propulsados ​​por hidrógeno que brindan la posibilidad de viajes de centro a centro sin la necesidad de una revisión importante de la infraestructura de reabastecimiento de combustible. Con cualquier historia de éxito de una tecnología , surge una mayor demanda de los materiales que forman la base de esa tecnología, y las celdas de combustible PEM seguirán este patrón.

IDTechEx cubre la industria de vehículos eléctricos de manera integral, detallando los vehículos eléctricos de batería (BEV) y los FCEV. Han publicado un nuevo informe, " Materiales para celdas de combustible PEM 2023-2033 ", que incluye pronósticos granulares de 10 años segmentados por tipo de vehículo para componentes clave de celdas de combustible en términos de unidades y volumen, al mismo tiempo que detalla el valor asociado con cada componente. . Además de estos pronósticos granulares del mercado, el informe incluye la evaluación de los jugadores, la evaluación comparativa de la tecnología y el análisis de tendencias tanto para los materiales como para los componentes incorporados en las celdas de combustible PEM.

Una celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM) funciona a través de la interacción sinérgica de los diversos componentes. La placa bipolar (BPP) distribuye el combustible entre la celda de combustible antes de que la capa de difusión de gas (GDL) transporte los reactivos y productos hacia/desde la capa de catalizador, respectivamente. El catalizador está revestido en la membrana (CCM), mientras que la propia membrana transporta protones de un lado de la celda de combustible al otro. En conjunto, el PEM, el CCM y el GDL se conocen como conjunto de electrodos de membrana (MEA). El mercado de celdas de combustible PEM para el transporte crecerá a una CAGR del 29,9 % entre 2022 y 2033, pero hay preguntas clave que responder con respecto a los componentes utilizados en las celdas de combustible.

Los BPP son la columna vertebral de la celda de combustible, brindan soporte estructural, separan los combustibles de oxígeno e hidrógeno y recolectan la corriente generada en la celda. Debido a la cantidad de roles diferentes del BPP, la elección del material debe tener en cuenta una serie de parámetros importantes. La resistencia mecánica, la resistencia a la corrosión, la conductividad eléctrica y térmica son de vital importancia, mientras que los materiales y los costos de producción también deben tenerse en cuenta. En este informe, IDTechEx compara las dos opciones de materiales dominantes para BPP, grafito y metal, incluido el análisis de los proveedores de componentes, sus opciones de materiales y los acuerdos de la cadena de suministro con los OEM.

El MEA es un componente importante para las celdas de combustible, incorporando la membrana de intercambio de protones, el CCM y el GDL. El valor asociado con el MEA se puede ver en el gráfico circular anterior, que muestra la importancia del MEA para la celda de combustible en general. El GDL es posiblemente el más simple de los componentes enumerados en el gráfico, sin embargo, juega un papel importante en la gestión del agua dentro de la celda. En el informe se proporciona una comprensión de los principales actores en este segmento de mercado, junto con diferenciadores tecnológicos e información relacionada con los OEM que se suministran. Además, se realiza una discusión de las tendencias materiales con respecto a la mejora de la capacidad del GDL para permitir la gestión del agua dentro de la celda.

El PEM permite el transporte de protones de un lado de la célula al otro y, por lo general, consta de una familia específica de polímeros conocida como ionómero. El líder del mercado es Nafion, un producto de Chemours; sin embargo, existen en el mercado varios otros materiales de ionómero alternativos. IDTechEx proporciona una evaluación comparativa de estos materiales de membrana alternativos, frente al titular, con respecto a tres de los parámetros más importantes para los PEM; resistencia eléctrica, capacidad de intercambio iónico (IEC) y espesor de membrana. Se requiere una alta resistencia eléctrica para garantizar que la celda de combustible no se cortocircuite, mientras que las membranas delgadas y de alto (IEC) permiten el transporte rápido de protones a través de la celda, lo que aumenta el rendimiento de la celda. Los materiales alternativos y novedosos están ganando terreno como membranas de intercambio de protones, predominantemente a nivel académico,

Un área de importancia crítica para las celdas de combustible PEM es la incorporación de un material catalítico en la celda para permitir que la reacción química ocurra de manera efectiva a temperaturas inferiores a 100 °C, permitiendo las condiciones acuosas que requiere el PEM para el transporte de protones. Por lo general, el platino y otros metales del grupo del platino (PGM) se utilizan como catalizadores; sin embargo, el alto costo de estos metales preciosos inhibe la reducción de costos de la pila de celdas de combustible en general. El informe de IDTechEx detalla los proveedores clave de catalizadores PGM para los OEM y pronostica la demanda de materiales PGM y el valor asociado con la integración de estos metales en un CCM. Un enfoque de I+D relacionado con las pilas de combustible se refiere a la reducción del coste del catalizador, ya sea limitando el volumen de PGM necesario o encontrando materiales catalíticos alternativos.

Para obtener más detalles sobre la demanda de materiales, las tendencias y las nuevas alternativas emergentes para los componentes de celdas de combustible PEM , consulte el informe de mercado de IDTechEx " Materiales para celdas de combustible PEM 2023-2033 ". Para descargar páginas de muestra, visite www.IDTechEx.com/MPEMFC .

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Así,que los materiales para las celdas de combustible PEM superarán un valor de mercado de 7 mil millones de dólares para 2033, según IDTechEx