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市場調査レポート
商品コード
1766036
PEM燃料電池用材料市場の2032年までの予測:材料タイプ、出力、用途、エンドユーザー、地域別の世界分析Materials for PEM Fuel Cells Market Forecasts to 2032 - Global Analysis By Material Type, Power Output, Application, End User and By Geography |
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カスタマイズ可能
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PEM燃料電池用材料市場の2032年までの予測:材料タイプ、出力、用途、エンドユーザー、地域別の世界分析 |
出版日: 2025年07月07日
発行: Stratistics Market Research Consulting
ページ情報: 英文 200+ Pages
納期: 2~3営業日
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Stratistics MRCによると、PEM燃料電池用材料の世界市場は2025年に20億4,000万米ドルを占め、予測期間中のCAGRは18.5%で成長し、2032年には66億9,000万米ドルに達すると予測されています。
プロトン交換膜(PEM)燃料電池材料は、優れた性能、寿命、効率を提供するために慎重に選択されます。プロトン交換膜は、ガスバリアとしての役割を果たしながらプロトンを運ぶもので、不可欠な部品のひとつです。これは通常、ナフィオンのようなパーフルオロスルホン酸ポリマーで構成されています。陽極と陰極には、電気化学反応を促進するために、白金を主成分とする触媒が使用されます。一般的に炭素繊維の紙や布で構成されるガス拡散層(GDL)は、均一なガス分布と効果的な水分制御を保証します。
米国DOEによると、白金触媒だけで、PEM燃料電池スタックのコストの約41%を占めている(2020年のスタックコストの内訳は、40ドル/kWを目標にした場合)。これは、DOEの自動車用燃料電池システムのコスト目標である40ドル/kWを達成するためのプラチナのコスト負担の大きさを反映しています。
ゼロ・エミッション自動車への関心の高まり
燃料電池電気自動車(FCEV)のニーズは、特に公共交通機関、貨物トラック、自治体車両を含む産業における、より環境に優しい交通機関への世界のシフトの結果、劇的に高まっています。PEM燃料電池自動車は、バッテリー電気自動車(BEV)よりも航続距離が長く、燃料補給時間が短いため、長距離・大型用途に最適です。さらに、白金ベースの触媒、ガス拡散層、ナフィオンのような長持ちする膜など、高性能のPEM燃料電池部品への要求は、FCEVの需要増加によって直接的に高まっています。
高価な重要材料
原材料、特にPEM燃料電池の触媒として頻繁に使用されるプラチナのコストが高いことが、最大の障害のひとつです。プラチナは希少でコストが高く、南アフリカやロシアなど少数の国に集中しているため、プラチナ供給は市場の変動や地政学的不安の影響を受けやすいです。ナフィオンのようなパーフルオロスルホン酸(PFSA)ベースの膜も、その複雑な化学構造と製造手順のために高価です。さらに、PEM燃料電池の全体的なコストは、こうした高価な部品によって上昇するため、特に消費者が価格に敏感な分野や産業では、その入手しやすさや普及が制限されます。
材料代替と触媒技術の開発
燃料電池の価格を劇的に引き下げる革新的なチャンスは、鉄-窒素-炭素(Fe-N-C)やドープされた炭素ベースの触媒など、非白金族金属(非PGM)触媒に関する現在進行中の研究によってもたらされます。同様に、化学的耐久性に優れ、製造コストが安い炭化水素系や複合膜も、従来のナフィオン膜に代わるものとして研究されています。さらに、こうした進歩の結果、より安価で、より豊富で、おそらくはより持続可能な次世代電解質膜材料が出現しつつあります。これらの代替材料をスケールアップして商業化できれば、企業は材料市場で優位に立てると思われます。
限られた貯蔵量と不十分な水素インフラ
製造、配送、充填ステーションを含む信頼できる水素インフラが利用可能であることは、PEM燃料電池の普及、ひいてはそれに利用される材料にとって極めて重要です。水素インフラは、特に発展途上国においては、大半の場所で存在しないか、まだ発展途上です。インフラ整備が並行して進まなければ、PEM燃料電池材料への投資も危うくなる可能性があります。さらに、水素貯蔵の問題、安全性の問題、圧縮や液化の際のエネルギー損失など、間接的に市場拡大を危うくする障壁もあります。
ロックダウン、労働力不足、輸送手段の制限により、COVID-19パンデミックはまず世界のサプライチェーンを混乱させ、生産活動を遅らせた。プラチナやPFSA膜を含む必須原材料の調達問題により、プロジェクトの遅延やコスト変更が生じた。しかし、COVID後の復興努力の一環として、この伝染病は政府のクリーンエネルギーへの関心を高め、燃料電池と水素技術への資金提供の増加につながりました。その結果、市場は一時的な後退に見舞われたもの、エネルギーの回復力と脱炭素化、グリーン刺激策、水素ロードマップに対する注目の高まりにより、すぐに回復しました。
予測期間中、メンブレン電極アセンブリー(MEA)分野が最大になる見込み
メンブレン電極アセンブリ(MEA)セグメントは、予測期間中に最大の市場シェアを占めると予想されます。水素と酸素を電気、水、熱に変える電気化学反応は、燃料電池の中心部品であるMEAで行われます。この部品は、アイオノマー、触媒層、メンブレンなど多くの必須部品が組み込まれているため、燃料電池スタックの中で最も価値が高く複雑な部分です。さらに、この市場の優位性は、据置型、携帯型、自動車用燃料電池の各用途で長寿命・高性能のMEAに対する需要が高まっていることと、効率向上とプラチナ含有量低減のための継続的な研究開発によって大きく高まっています。
予測期間中、自動車OEMとティア1サプライヤーのセグメントが最も高いCAGRを示すと予想されます。
予測期間中、自動車OEM&Tier-1サプライヤー部門が最も高い成長率を示すと予測されます。この拡大には、ゼロ・エミッションモビリティに向けた世界の動きと、特に商用フリート、バス、トラックにおける水素燃料電池電気自動車(FCEV)の利用拡大が寄与しています。燃料電池の研究開発は、厳しい排ガス規制を満たし航続距離を伸ばすために、大手自動車メーカーやサプライヤーから多額の資金提供を受けています。さらに、堅牢なMEA、軽量のバイポーラプレート、効果的な触媒など、高性能材料に対する需要によって、自動車のサプライチェーン全体を通じて、技術革新と広範な材料調達に対する強い勢いが生まれています。
予測期間中、アジア太平洋地域は、特に中国、日本、韓国などの国々における積極的な水素燃料電池技術の展開、急速な工業化、強力な政府支援によって、最大の市場シェアを占めると予想されます。燃料電池車の使用とインフラ建設を奨励するため、いくつかの国が国家水素計画を策定し、多額の補助金を提供しています。例えば、韓国と日本は自動車と家庭用の燃料電池アプリケーションの開発を進めており、中国は燃料電池バスの配備で最先端を走っています。さらに、この地域が確立した材料供給網と製造能力が、世界市場での優位性をさらに高めています。
予測期間中、北米地域が最も高いCAGRを示すと予測されます。これは、クリーンエネルギー技術への投資の増加、水素で走る自動車の利用拡大、インフレ抑制法や米国エネルギー省のHydrogen Shotプログラムのような効果的な政府プログラムによるものです。高性能PEM材料は、工業用脱炭、バックアップ電源、輸送などの用途が拡大しているため、この地域で高い需要があります。さらに北米は、大手自動車メーカー、研究機関、触媒、膜、バイポーラプレートの急速な技術革新を促進する高度な製造能力が存在するため、今後数年間は主要な成長拠点として位置づけられます。
Note: Tables for North America, Europe, APAC, South America, and Middle East & Africa Regions are also represented in the same manner as above.
According to Stratistics MRC, the Global Materials for PEM Fuel Cells Market is accounted for $2.04 billion in 2025 and is expected to reach $6.69 billion by 2032 growing at a CAGR of 18.5% during the forecast period. Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cell materials are carefully chosen to provide excellent performance, longevity, and efficiency. The proton exchange membrane, which carries protons while serving as a gas barrier, is one of the essential parts. It is usually composed of perfluorosulfonic acid polymers like Nafion. Both the anode and the cathode employ catalysts, most frequently based on platinum, to speed up electrochemical reactions. Typically composed of carbon fiber papers or cloths, gas diffusion layers (GDLs) guarantee uniform gas distribution and effective water control.
According to the U.S. DOE, platinum catalysts alone contribute approximately 41 % of the cost of a PEM fuel cell stack (based on a 2020 stack-cost breakdown targeting US $40/kW). This aligns with the 41% figure you mentioned and reflects the significant cost burden of platinum in achieving DOE's cost target of $40/kW for automotive fuel cell systems.
Increasing interest in zero-emission automobiles
The need for fuel cell electric vehicles (FCEVs) has grown dramatically as a result of the global shift to greener transportation, particularly in industries including public transportation, freight trucks, and municipal fleets. PEM fuel cell vehicles are perfect for long-distance and heavy-duty applications since they have greater ranges and quicker refueling periods than battery electric vehicles (BEVs). Additionally, the requirement for high-performance PEM fuel cell components, such as platinum-based catalysts, gas diffusion layers, and long-lasting membranes like Nafion, is directly increased by the rise in demand for FCEVs.
Expensive critical materials
The high cost of raw materials, especially platinum, which is frequently employed as a catalyst in PEM fuel cells, is one of the biggest obstacles. Due to its scarcity, high cost, and significant concentration in a small number of countries, likes South Africa and Russia, platinum supply is susceptible to market swings and geopolitical unrest. Perfluorosulfonic acid (PFSA)-based membranes, such as Nafion, is also expensive because of their intricate chemical makeup and production procedures. Furthermore, PEM fuel cells' overall cost is increased by these pricey components, which restricts their accessibility and widespread use, particularly in areas or industries where consumers are price-sensitive.
Developments in material substitution and catalyst technology
An innovative chance to drastically lower fuel cell prices is presented by ongoing research into non-platinum group metal (non-PGM) catalysts, such as iron-nitrogen-carbon (Fe-N-C) or doped carbon-based catalysts. Comparably, hydrocarbon-based or composite membranes, which have better chemical durability and cheaper production costs, are being explored as substitutes for conventional Nafion membranes. Moreover, next-generation PEM materials, which are more affordable, more plentiful, and possibly more sustainable, are emerging as a result of these advancements. Businesses will have an advantage in the materials market if they can scale up and commercialize these alternatives.
Limited storage and inadequate hydrogen infrastructure
The availability of dependable hydrogen infrastructure, including manufacturing, delivery, and filling stations, is crucial for the uptake of PEM fuel cells and, consequently, the materials utilized in them. Hydrogen infrastructure is either nonexistent or in its infancy in the majority of places, particularly in developing nations. Investing in PEM fuel cell materials may be jeopardized if infrastructure is not scaled up in tandem. Additionally, barriers that may indirectly jeopardize market expansion include issues with hydrogen storage, safety issues, and energy losses during compression or liquefaction.
Due to lockdowns, labour shortages, and limited transportation, the COVID-19 pandemic first disrupted global supply chains and delayed production activities, this had a mixed effect on the materials market for PEM fuel cells. Project delays and cost changes resulted from procurement issues with essential raw materials, including platinum and PFSA membranes. But as part of post-COVID recovery efforts, the epidemic also heightened government attention to clean energy, leading to more funding for fuel cell and hydrogen technology. As a result, even if the market suffered brief setbacks, it quickly recovered owing to greater attention on energy resilience and decarbonisation, green stimulus packages, and hydrogen roadmaps.
The membrane electrode assemblies (MEA) segment is expected to be the largest during the forecast period
The membrane electrode assemblies (MEA) segment is expected to account for the largest market share during the forecast period. The electrochemical reactions that turn hydrogen and oxygen into electricity, water, and heat take place in MEAs, which are the central component of fuel cells. This component is the most valuable and complex portion of the fuel cell stack since it incorporates a number of essential components, such as the ionomers, catalyst layers, and membrane. Moreover, the dominance of this market is greatly increased by the growing demand for long-lasting, high-performance MEAs in stationary, portable, and automotive fuel cell applications, as well as by continuous research and development to increase efficiency and lower platinum content.
The automotive OEMs & tier-1 suppliers segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the automotive OEMs & tier-1 suppliers segment is predicted to witness the highest growth rate. This expansion is fueled by the global movement toward zero-emission mobility and the growing usage of hydrogen fuel cell electric vehicles (FCEVs), particularly in commercial fleets, buses, and trucks. Fuel cell research and development is being heavily funded by major automakers and suppliers in order to meet strict emission regulations and increase driving range. Additionally, strong momentum for innovation and extensive material procurement throughout the automotive supply chain is being created by the segment's demand for high-performance materials, including robust MEAs, lightweight bipolar plates, and effective catalysts.
During the forecast period, the Asia Pacific region is expected to hold the largest market share fueled by aggressive hydrogen fuel cell technology deployment, fast industrialization, and robust government assistance, especially in nations like China, Japan, and South Korea. In order to encourage the use of fuel cell vehicles and the construction of infrastructure, several countries have established national hydrogen plans and provide sizeable subsidies. For example, South Korea and Japan are developing fuel cell applications for both cars and homes, while China is at the forefront of fuel cell bus deployment. Furthermore, the areas established supply chains for materials and manufacturing capabilities further contribute to its supremacy in the worldwide market.
Over the forecast period, the North America region is anticipated to exhibit the highest CAGR, driven by rising investments in clean energy technologies, the expanding use of vehicles that run on hydrogen, and effective government programs like the Inflation Reduction Act and the Hydrogen Shot program of the U.S. Department of Energy. High-performance PEM materials are in high demand in the region because of growing applications in industrial decarburization, backup power, and transportation. Moreover, North America is positioned as a major growth hub in the years to come due to the presence of major automakers, research institutes, and advanced manufacturing capabilities that facilitate rapid innovation in catalysts, membranes, and bipolar plates.
Key players in the market
Some of the key players in Materials for PEM Fuel Cells Market include BASF SE, ITM Power PLC, PowerCell Sweden AB, Nuvera Fuel Cells, LLC, W.L. Gore & Associates Inc, Johnson Matthey, Plug Power Inc., Intelligent Energy Limited, Giner Inc., Ballard Power Systems, Shanghai Shenli Technology Co., Ltd., Pragma Industries Inc, Umicore, DuPont and ElringKlinger Inc.
In May 2025, Johnson Matthey has reached an agreement to sell its Catalyst Technologies (CT) business to Honeywell International for £1.8bn. The cash and debt-free basis transaction is expected to deliver net sale proceeds of c.£1.6bn to the Group, subject to customary closing adjustments. JM will be repositioned as a highly streamlined group focused on Clean Air and PGMS, driving sustained strong cash generation to support attractive ongoing returns to shareholders.
In May 2025, ITM Power has signed an agreement confirming our selection as the supplier of over 300MW of electrolysers. ITM Power is pleased to announce that we have signed an agreement with a customer, who wishes to remain confidential at this stage, confirming our selection as the supplier of over 300MW of electrolysers to produce green hydrogen for use in a power plant in the Asia-Pacific (APAC) region, thereby avoiding carbon emissions.
In April 2025, BASF and the University of Toronto have signed a Master Research Agreement (MRA) to streamline innovation projects and increase collaboration between BASF and Canadian researchers. This partnership is part of a regional strategy to extend BASF's collaboration with universities in North America into Canada. This is a great achievement for BASF, as it marks the company's first MRA with a Canadian university.