Graphen: Endlich raus aus dem Labor und rein in den Markt?

Redakteur: Michael Eckstein

„Wunderstoff“ Graphen: Marktforscher IDTechEx erwartet eine beschleunigte Kommerzialisierung und damit ein deutliches Wachstum für das auch für die Elektronik wichtige Hightech-Material in den nächsten zehn Jahren.

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Hauchdünn, viel Potenzial: Marktforscher IDTechEx sieht gute Wachstumschancen für das einlagige, nur aus Kohlenstoffatomen bestehende Material Graphen.
Hauchdünn, viel Potenzial: Marktforscher IDTechEx sieht gute Wachstumschancen für das einlagige, nur aus Kohlenstoffatomen bestehende Material Graphen.
(Bild: gemeinfrei / Gratisography)

Graphen wurde lange als Wundermaterial gehypt, das über Nacht so gut wie jede Branche revolutionieren würde – inklusive der Mikroelektronik. Dazu ist es nicht gekommen. Mittlerweile kommen die einatomlagigen Kohlestofffolien – in unterschiedlichen Formen und Ausprägungen – jedoch als Additiv in immer mehr Anwendungen zum Einsatz. Die unterschiedlichen Graphen-Derivate haben viele nützliche, oft unterschiedliche Eigenschaften und eignen sich entsprechend für viele verschiedene Applikationen.

Laut IDTechEx zielen die meisten davon auf Volumenmärkte – in der Elektronik etwa hochempfindliche Fotosensoren, biegsame Displays oder organische LEDs. Angesichts der geringen und unsicheren Nachfrage mussten Lieferanten bislang ein hohes Risiko eingehen, wenn sie in leistungsfähige Produktionen investieren. Mittlerweile sei jedoch ausreichend Produktionskapazität vorhanden, so dass die Verfügbarkeit von Graphen mittelfristig kein großes Problem mehr für die Industrie darstelle.

China hat sich nach Angaben der Auguren zu einem bedeutenden Volumenproduzenten entwickelt. Das habe unter anderem dazu geführt, dass sich die direkte Flüssigphasen-Exfoliation nach Anteil an der Produktionskapazität zum führenden Verfahren entwickelt hat, erklärt Dr. Richard Collins, Princial Analyst von IDTechEx.

Graphen-Produkte werden zunehmend erschwinglich

„Ähnlich wie CNTs sind Graphenpulver und -flocken weitgehend ein Ersatzmaterial, das eine iterative Verbesserung gegenüber Ruß, Graphit oder anderen Additiven bietet“, sagt Collins. Als solche müssen sie sowohl über den Preis als auch ihre Leistung mit etablierten Lösungen konkurrieren. Als neuer Spezialwerkstoff litt Graphen unter hohen und (um Größenordnungen) divergierenden Preisen und Preisstrategien.

Dies hat sich laut Collins geändert: „Die Preise für Graphen-Flocken sind gefallen und beginnen sich vorerst einander anzunähern.“ Es werde jedoch keinen einheitlichen Preispunkt geben, was die Vielfalt der Graphentypen widerspiegelt. Darüber hinaus würden die Anbieter aus Angst vor einer verfrühten Kommerzialisierung zögern, die Kosten weiter zu senken, obwohl die Fortsetzung dieses Trends unausweichlich ist. Langfristig rechnet IDTechEx im nächsten Jahrzehnt mit einer erheblichen Konsolidierung bei den Graphenherstellern.

Mehr Absatzmöglichkeiten und steigende Einnahmen

Laut IDTechEXsind die Einnahmen der Graphenhersteller seit 2013 stetig gestiegen. Dieser Anstieg, der sich weitgehend in allen Bereichen widerspiegele, werde sich mit ähnlichen Wachstumsraten bis 2021/22 fortsetzen. „Bis zu dem Zeitpunkt, an dem nach unserem Modell ein Wendepunkt eintreten wird, der den Markt in eine Phase des raschen Volumenwachstums bringt“, sagt Collins.

In ihrer Gänze mache die Branche trotz gestiegener Umsätze aber noch Verluste, bedingt durch die hohen Investitionen. Mittlerweile gebe es jedoch auch mehrere profitable Unternehmen gibt. In naher Zukunft werden zahlreiche hinzukommen, prognostiziert IDTechEx: „Gerade bei neuen Materialien dauert es oft Jahrzehnte, bis sie sich im Markt durchsetzen“.

Viele Applikationen stehen Schlange für Graphen

Dieser Akzeptanzpunkt ist nach Ansicht der Marktbeobachter bald erreicht. Zu den wichtigsten Markttreibern gehören demnach die Notwendigkeit eines verbesserten Wärmemanagements, Nachhaltigkeit – laut IDTechEx könnte Graphen die Rolle von recycelten Polymeren, Energiespeichersystemen und sogar Beton übernehmen, Leichtbau, längere Produktlebensdauer und vieles mehr.

Graphen war immer wieder als Ersatzmaterial für Silizium gehandelt worden. Entsprechend gab es mehrere Entwicklungen für Schlüsseltechnologien wie Transistoren. Ironischerweise hat dabei jedoch gerade die extrem hohe Leitfähigkeit des Materials durch das Fehlen von Bandlücken Probleme aufgeworfen. Dank verbesserter Fertigungsverfahren seien mittlerweile jedoch kommerzielle Erfolge vor allem bei Sensoren und optoelektronischen Anwendungen zu beobachten, berichtet Collins. Dabei werde es nicht bleiben: „Die nächsten 10 Jahre sehen für bestimmte wichtige Endnutzermärkte sehr vielversprechend aus.“

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