碳奈米管(Carbon nanotubes,CNT)一度成為市場上的當紅炸子雞,因為它似乎能成為一種改變無數產業的革命性材料,甚至能幫我們打造出通往月球的電梯;但是,隨著它努力朝商業化道路前進,這種技術後來受到的關注越來越少,特別是有一種似乎更具潛力的新技術──石墨烯(graphene)冒出頭之後。

儘管如此,CNT技術目前正穩定發展而且悄悄重整旗鼓;未經純化(un-purified)的多壁碳奈米管(Multi-wall carbon nanotubes,MWCNTs)價格已經下滑到每公斤50美元好一段時間,這有助於開拓更廣闊的應用市場。

此外CNT的全球產能預期來到了一年2,500公噸(tonnes per annum,tpa);市場研究機構IDTechEx Research的報告(Graphene, 2D Materials and Carbon Nanotubes: Markets, Technologies and Opportunities 2016-2026)預測,到2021年,CNT市場規模預期可達到1.50億美元。

CNT實際上已經商業化,被應用於導電塑料(conductive plastics)以及電池。在導電塑料部分,是以少量的CNT添加物賦予原本絕緣的塑料導電性;因為使用量少,就算其每公斤價格比高階碳黑(carbon black)還要昂貴許多,CNT仍具成本效益。

此外,CNT長而纖薄的形態使其電氣性能更佳,又不會影響機械特性;這意味著該種材料的價值與投資大致相符,有助於滲透到包括燃料管線(fuel lines)、工業用管線(industrial pipes)、電子封裝(electronic packaging)等等應用領域。

在電池部分,CNT添加物有助於降低電子阻抗、改善循環壽命;這兩個參數是高放電率應用的關鍵,也解釋了為何電動車輛正躍升為CNT供應商們眼中的頭號目標市場。

現在還有一系列新的CNT應用崛起──將該種材料應用於模組化3D觸控感測表面的良好製程正在成形,還有電氣屏蔽層(electrostatic shielding layer)也有所進展;不過競爭仍使成本更低。目前在中期,將CNT作為電極添加物超級電容仍是一個具吸引力的市場。

20160628 IDTechEx NT03P1

還有部分應用需要一段時間才會問世,目前只有新聞發表以及原型產品開發的訊息;例如以CNT製造輪胎會有不錯的效果,但恐怕要等到該種材料價格掉到每公斤20美元以下才會被市場接受,而且輪胎製造商面臨很高的責任風險。

雖然CNT產業目前已經出現輕微整併,市場上仍有不少已經站穩腳步的供應商,特別在中國;大多數CNT業者若非手上有現金的較大規模公司,就是已經擴大製造產能、開始產生營收。不過IDTechEx認為,CNT的第二波整併浪潮可能會發生,因為有些關鍵市場起飛速度比預期來得快,而且報酬不容易被均分。

也就是說,市場贏家將會冒出頭、攫取市場的大部分比例,並持續更進一步擴大公司規模以期建立良性循環;這種趨勢的早期徵兆已經出現,其中的差異將在下一輪資本支出時顯示。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Carbon Nanotubes: Been There, Done That?,by Dr Khasha Ghaffarzadeh, IDTechEx)