Les aérogels, un marché de 2,6 milliards de dollars d'ici 2034

Les aérogels – souvent fournis pour l'isolation à haute température sous forme de couvertures non tissées – ont connu une croissance constante du marché dans le passé, atteignant un marché d'un peu moins de 450 millions de dollars américains en 2022, selon un nouveau rapport d'IDTechEx.

Les progrès ont été plus lents que prévu, en grande partie à cause de la concurrence des matériaux d’isolation existants moins coûteux. L’émergence des aérogels comme matériau de protection incendie pour les batteries de véhicules électriques (VE) offre une nouvelle opportunité en croissance rapide pour le marché des aérogels. Le rapport IDTechEx, Aerogels 2024-2034 : Technologies, Markets and Players, prédit que les batteries EV représenteront plus de la moitié du marché des aérogels d’ici 2025.

Isolation thermiqueLes aérogels sont bien connus pour présenter une excellente isolation thermique (15-20 mW/mK), ce qui les rend idéaux pour les batteries de véhicules électriques.

En règle générale, les cellules de batterie sont refroidies via des stratégies de gestion thermique telles que des plaques froides à eau et des canaux de liquide de refroidissement. Cependant, autour de ceux-ci, il peut être avantageux d’isoler thermiquement les cellules les unes des autres. Cela aide à garder les cellules au chaud dans des conditions froides et empêche le transfert de chaleur entre les cellules en cas de surchauffe de la cellule. Les aérogels ont également une très faible densité (<0,2 g/cm3), ce qui contribue à la densité énergétique du pack.

L’une des limites à l’adoption de l’aérogel dans les véhicules électriques est la température de combustion maximale plus basse. Alors que les équipementiers cherchent à assurer la sécurité en cas d'emballement thermique, les fabricants d'aérogels suggèrent désormais largement que leurs matériaux offriront une protection bien au-dessus de 1 000 °C.

Une autre préoccupation concerne la manipulation de ces matériaux et leur nature « poussiéreuse ». Afin de lutter contre cela, plusieurs fabricants d'aérogels proposent leurs produits EV sous forme de pochettes encapsulées, permettant une intégration directe dans la batterie.

Comme pour tout ce qui concerne l’automobile, le coût constitue un obstacle. Ceci peut être quelque peu atténué par le fait que les aérogels peuvent offrir de multiples propriétés. Alors que les batteries de véhicules électriques tendent vers une densité énergétique plus élevée grâce à une plus grande intégration, les matériaux multifonctionnels sont au centre de l’attention. Les aérogels peuvent fournir une isolation thermique, une isolation électrique, une protection incendie et certaines performances de compression. De plus, à mesure que la fabrication augmente et que les commandes atteignent des volumes plus élevés, il est possible de réduire les coûts pour concurrencer davantage les alternatives.

Concours Les matériaux de protection incendie couramment utilisés comprennent les couvertures en céramique, les feuilles de mica et l'encapsulation en mousse. Il existe également de nombreux autres matériaux qui visent à rivaliser dans ce domaine, notamment les matériaux intumescents et les matériaux à changement de phase. Chacun a ses propres compromis en termes de propriétés de base telles que la conductivité thermique, la densité, les performances de compression, la température de protection maximale, la durabilité et bien plus encore. La conception spécifique de la batterie aura également un impact sur le choix, par exemple sur le format de la cellule (poche, prismatique, cylindrique) et la structure du pack (cellule à pack, stratégie de gestion thermique, etc.).

IDTechEx estime que plusieurs options continueront de présenter des opportunités, et aucune solution ne devrait dominer complètement le marché au cours des 10 prochaines années.

La plupart des premiers progrès des aérogels sur le marché des véhicules électriques ont eu lieu en Chine pour les bus électriques. Aujourd'hui, le leader du marché, Aspen Aerogels, basé aux États-Unis, a fait des progrès significatifs. Les revenus générés par son matériau PyroThin EV ont grimpé à 55,6 millions de dollars en 2022, soit plusieurs fois sa valeur de 2021. Aspen a reçu des commandes de GM pour sa plate-forme Ultium ainsi que de Toyota et plusieurs autres.

La Chine possède la majorité de la capacité globale de fabrication d’aérogels. Un acteur clé dans le secteur des véhicules électriques est IBIH, qui, avec sa première production en 2017, a doublé sa capacité d'ici 2023, avec de nouvelles expansions en cours.

IBIH vend la majorité de ses produits aux principaux fabricants de batteries pour véhicules électriques et a informé IDTechEx qu'il a doublé ses revenus chaque année depuis 2020. Le marché chinois compte également de nombreux autres acteurs de l'aérogel, dont la plupart sont des entreprises assez jeunes et à différents stades de production et de véhicules électriques. participation.