Históricamente, los aerogeles han experimentado un crecimiento constante, hasta alcanzar un mercado de algo menos de 450 millones de dólares en 2022. El avance ha sido algo más lento de lo que cabría esperar, en gran parte debido a la competencia con materiales aislantes tradicionales de menor coste. Sin embargo, la aparición de aerogeles como material de protección contra incendios para baterías de vehículos eléctricos (VE) ofrece una nueva oportunidad de rápido crecimiento para el mercado del aerogel. El último informe de mercado de IDTechEx, «Aerogels 2024-2034: Tecnologías, Mercados Y Actores«, predice que las baterías de los vehículos eléctricos representarán más de la mitad del mercado del aerogel en 2025.

Ventajas de los VE

Es bien sabido que los aerogeles presentan un excelente aislamiento térmico (15-20 mW/m.K). Estas características son excelentes para una batería de vehículo eléctrico. Normalmente, las celdas de la batería se refrigeran mediante una estrategia de gestión térmica como placas de agua fría y canales de refrigerante. Sin embargo, alrededor de éstos puede ser beneficioso aislar térmicamente las celdas entre sí. Esto ayuda a mantener las células calientes en condiciones de frío y evita la transferencia de calor entre ellas en caso de sobrecalentamiento. Los aerogeles también tienen una densidad muy baja (<0,2 g/cm3 ), lo que contribuye a la densidad energética del pack.

Preocupaciones históricas

Una de las limitaciones para la adopción del aerogel en los vehículos eléctricos ha sido la baja temperatura máxima de combustión. Ahora que los fabricantes de equipos originales quieren ofrecer seguridad en caso de fuga térmica, los fabricantes de aerogel sugieren en gran medida que sus materiales ofrecerán protección muy por encima de 1000° C.

Otra preocupación ha sido la manipulación de estos materiales y su naturaleza «polvorienta». Para combatir este problema, varios fabricantes de aerogel suministran sus productos para VE en forma de bolsa encapsulada, lo que permite integrarlos directamente en la batería.

Como ocurre con todo lo relacionado con la automoción, el coste ha sido un obstáculo. Esto puede mitigarse en cierta medida por el hecho de que los aerogeles pueden ofrecer múltiples propiedades. A medida que las baterías de los vehículos eléctricos tienden a aumentar su densidad energética gracias a una mayor integración, los materiales multifuncionales se convierten en el centro de atención. Los aerogeles pueden proporcionar aislamiento térmico, aislamiento eléctrico, protección contra incendios y cierta capacidad de compresión. Además, a medida que aumente la fabricación y los pedidos alcancen mayores volúmenes, existe la posibilidad de reducir el coste para competir con otras alternativas.

El concurso

Entre los materiales de protección contra incendios más utilizados se encuentran las mantas cerámicas, las láminas de mica y el encapsulado de espuma. También hay muchos otros materiales que intentan competir en este ámbito, como los intumescentes y los de cambio de fase. Cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas en cuanto a propiedades básicas como la conductividad térmica, la densidad, el rendimiento de compresión, la temperatura máxima de protección, la sostenibilidad y otras. El diseño específico de la batería también influirá en la elección, por ejemplo, el formato de la celda (bolsa, prismática, cilíndrica) y la estructura del pack (celda a pack, estrategia de gestión térmica, etc.). IDTechEx ha evaluado estos factores en su informe «Materiales De Protección Contra Incendios Para Baterías De Vehículos Eléctricos 2023-2033» y concluye que varias opciones seguirán presentando oportunidades, sin que se prevea que una única solución domine completamente el mercado en los próximos 10 años.

Avance del mercado del aerogel para VE

La mayor parte de los primeros avances del aerogel en el mercado de los vehículos eléctricos se produjeron en China, en el caso de los autobuses eléctricos. Ahora, el líder del mercado, Aspen Aerogels, con sede en EE.UU., ha hecho progresos significativos. Sus ingresos generados por su material PyroThin EV ascendieron a 55,6 millones de dólares en 2022, 9 veces más que en 2021. Aspen ha conseguido pedidos de GM para su plataforma Ultium y para Toyota, así como varios otros citados.

China tiene la mayor parte de la capacidad global de fabricación de aerogel. Un actor clave para los vehículos eléctricos es IBIH, con su primera producción en 2017; duplicó la capacidad para 2023, con nuevas expansiones en curso. IBIH vende la mayoría de sus productos a los principales fabricantes de baterías de EV e informó a IDTechEx que ha duplicado los ingresos cada año desde 2020. El mercado chino también tiene muchos otros actores de aerogel, la mayoría de los cuales son empresas bastante jóvenes y en diferentes etapas de producción y participación en EV.

Perspectivas de los aerogeles en los vehículos eléctricos

El mercado del aerogel ha crecido a un ritmo constante, pero los vehículos eléctricos harán que el mercado crezca rápidamente. IDTechEx predice que el mercado total del aerogel superará los 2.600 millones de dólares en 2034 y que la gran mayoría corresponderá a las baterías de los vehículos eléctricos. Otros materiales competirán en este campo, pero los aerogeles están llamados a convertirse en una opción estándar.

IDTechEx ha estado estudiando la industria del aerogel durante muchos años, con expertos técnicos que han llevado a cabo un gran número de entrevistas primarias y evaluaciones detalladas de esta industria. El último informe de IDTechEx, «Aerogels 2024-2034: Technologies, Markets and Players», compara los aerogeles con otros materiales de protección contra incendios para baterías de vehículos eléctricos, junto con los actores, sus ingresos, capacidad y progreso del mercado. El informe también tiene en cuenta otras aplicaciones, como el petróleo y el gas, los gasoductos de GNL y la electrónica, entre otras.

Para obtener más información sobre este nuevo informe IDTechEx, incluidas las páginas de muestra descargables, visite www.IDTechEx.com/Aerogels.