從專利分析看國內(nèi)外氫燃料電池技術重點和熱點
采用德溫特專利數(shù)據(jù)庫和Incopat數(shù)據(jù)庫，結合關鍵詞、IPC分類、德溫特手工代碼的方法進行專利數(shù)據(jù)采集，截至2017年3月，共得到德溫特專利118,362件（專利族）、中國發(fā)明和實用新型專利23,544件。對氫能及氫燃料電池專利進行分析，有助于整體了解氫能及氫燃料電池領域專利技術的發(fā)展現(xiàn)狀趨勢、技術重點熱點、區(qū)域競爭格局、競爭機構情況。本期周報奉上氫燃料電池的技術趨勢和技術重點與熱點。
一、燃料電池專利規(guī)模趨勢
1. 專利技術經(jīng)歷高速增長后的回落過程中
專利年度分布
圖中揭示的是國際和國內(nèi)專利的年度分布情況。考慮到專利一般從申請到公開需要長達1年甚至3年的時間，因此專利年度申請數(shù)量在2015年（包括）以后出現(xiàn)失真。2015-2016年專利分布情況可以參考年度專利公開數(shù)量。
全球專利申請方面，燃料電池技術20世紀50年度國際上已有專利申請。圖中藍色和紅色曲線為全球專利年度申請和公開量。總體上看，燃料電池專利技術年度申請數(shù)量在經(jīng)歷1999年至2007年持續(xù)高速增長之后，年度專利申請數(shù)量開始出現(xiàn)下滑，目前仍處于下滑過程中，有企穩(wěn)的跡象。
中國專利申請方面，圖中綠色和紫色曲線為中國專利年度申請和公開量。從時間上看，國內(nèi)的研發(fā)落后國際將四十多年，1998年開始出現(xiàn)燃料電池中國專利，年度申請數(shù)量增長速度較為均衡，與國外不同的是，增長趨勢一直延續(xù)至今，未出現(xiàn)明顯的回調(diào)。
2. 新技術占比趨于減少
圖中將IPC分類號數(shù)量近似算作技術的數(shù)量，深藍色表示當年新出現(xiàn)的技術，淺藍色表示當年之前已經(jīng)存在的技術。圖中顯示，燃料電池技術在1999年前后，新技術和已有技術同步快速增長，發(fā)展到2006年，隨著年度技術數(shù)量基本保持平穩(wěn)，新技術的比例呈現(xiàn)下降趨勢，反映出行業(yè)技術趨于成熟。
技術趨勢
3. 新增研究人員不斷涌入
圖中綠色表示當年投入的新增研究人員（這些研究人員之前未申請過專利），淺綠色表示當年投入的現(xiàn)有研究人員（這些研究人員之前已有專利申請）。圖中顯示，2000年前后燃料電池技術領域研發(fā)人員開始快速涌入，尤其在2005年這個趨勢更加明顯。總體而言，新增研究人員不斷進入這個行業(yè)，占據(jù)近半的比重。
研究人員趨勢
4. 專利技術大量存在于大型企業(yè)
圖中將申請專利的企業(yè)按數(shù)量劃分成5個等級，用不同顏色圓環(huán)加以區(qū)分，代表每一類企業(yè)申請專利數(shù)量之和。圖中可以看出，擁有100件以上專利的大型企業(yè)專利總和占據(jù)燃料電池專利技術總量的49%；擁有1-20件專利的小微型企業(yè)專利總量占比36%。顯示了專利技術被大型企業(yè)掌握，技術市場趨向成熟。
機構活躍度
二、燃料電池技術重點和熱點挖掘
1. 國際研發(fā)重點指向電極、控制、制氫、儲氫、電解質膜、固體氧化物燃料電池技術等
使用湯森路透公司Thomson Innovation，將專利數(shù)據(jù)通過文本聚類，繪制產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)重點的專利地形圖。山峰表示專利技術的集中區(qū)，山峰顏色越淺，專利越密集。圖中顯示，國際燃料電池技術研究重點包括，聚合物膜、固體氧化物燃料電池、電極催化層、改性催化劑、儲氫材料、電壓電流控制、移動設備應用等技術。
依據(jù)專利分類排序統(tǒng)計可知，國際燃料電池技術研發(fā)的重點依次為電極、控制、制氫、儲氫、電解質、外殼密封等技術。
國際技術重點（文本聚類）
資料來源：Thomson Innovation
國際關鍵技術排名（專利分類）
2. 國內(nèi)技術研發(fā)重點指向電極、制氫、儲氫、電解質膜、控制、催化劑等技術
文本聚類圖顯示，國內(nèi)燃料電池各技術研究較為均衡，研究重點包括聚合物膜、電動機及其控制、電壓電流控制等技術。
專利分類排序統(tǒng)計可知，國內(nèi)燃料電池技術研發(fā)的重點依次為，電極、制氫、儲氫、電解質、控制、催化劑等技術。
國內(nèi)技術重點（文本聚類）
資料來源：Thomson Innovation
國內(nèi)關鍵技術排名（專利分類）
3.國際熱點技術--電解質、外殼和密封、催化劑、膜電極組件等技術成為熱點
選取最早優(yōu)先權年時間段2007-2016年（紅色表示）代表近期專利技術， 2006年及之前（藍色表示）代表早期專利技術。早期專利數(shù)量（藍色）占專利總量的51.4%，在圖中畫一條綠色基準線，超過基準線代表技術熱點的遷移。
圖中可以看出，電解質、外殼和密封、催化劑、膜電極組件等技術在最近幾年的發(fā)展速度超過平均發(fā)展速度。顯示這些技術為近期燃料電池領域技術研發(fā)熱點，得到研發(fā)機構的追捧。
技術熱點遷移（國際）
4. 國內(nèi)熱點技術--電解質、加熱和冷卻、催化劑等技術成為熱點
選取最早優(yōu)先權年時間段2010-2016年（紅色表示）代表近期專利技術， 2009年及之前（藍色表示）代表早期專利技術。早期專利數(shù)量（藍色）占專利總量的46.9%，在圖中畫一條綠色基準線，超過基準線代表技術熱點的遷移。
圖中可以看出，電解質、加熱和冷卻、催化劑等技術在最近幾年的發(fā)展速度超過平均發(fā)展速度。顯示這些技術為國內(nèi)近期燃料電池領域技術研發(fā)熱點。
技術熱點遷移（國內(nèi)）
三、燃料電池重要專利篩選
采用Innography專利分析平臺進行重要專利篩選工作。Innography具有專利強度分析功能，建立的專利指標體系包括專利引證次數(shù)和被引次數(shù)、專利族數(shù)量、權利要求項數(shù)量、專利涉及訴訟案件數(shù)量及賠償金額、專利從申請到公開的時間、專利年齡、專利異議和再審查、專利分類等十幾個指標，并賦予不同的權重計算而成。
通過使用Innography的專利強度分析，可以從海量專利數(shù)據(jù)中尋找關鍵專利、核心專利。這些關鍵專利涉及控制技術、制氫、儲氫、催化劑、電解質膜、燃料電池系統(tǒng)等技術等，這些專利都集中在美國專利。下表為專利強度為排名前30位的燃料電池技術專利。
燃料電池重要專利
|
編號 |
專利號 |
申請日 |
標題 |
申請人 |
法律狀態(tài) |
|
1 |
US6387556 |
1999-5-28 |
Fuel cell power systems and methods of controlling a fuel cell power system |
Plug Power Inc. |
有效 |
|
2 |
US8389180 |
2006-9-11 |
Electrolytic/fuel cell bundles and systems including a current collector in communication with an electrode thereof |
Battelle Energy Alliance, Llc |
有效 |
|
3 |
US7674540 |
2003-10-6 |
Fuel cartridges for fuel cells and methods for making same |
Intelligent Energy Limited |
有效 |
|
4 |
US7824455 |
2003-7-10 |
High activity water gas shift catalysts based on platinum group metals and cerium-containing oxides |
Gm Global Technology Operations Llc |
有效 |
|
5 |
US7875089 |
2004-3-22 |
Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same |
Intelligent Energy, Inc. |
有效 |
|
6 |
US6793899 |
2001-9-21 |
Plasmatron-catalyst system |
Masschusetts Institute Of Technology |
有效 |
|
7 |
US7939218 |
2006-11-20 |
Nanowire structures comprising carbon |
Oned Material Llc |
有效 |
|
8 |
US7638228 |
2003-7-11 |
Enzyme immobilization for use in biofuel cells and sensors |
Saint Louis University |
有效 |
|
9 |
US8834700 |
2007-3-2 |
Method and apparatus for electro-chemical reaction |
Encite Llc |
有效 |
|
10 |
US9088178 |
2007-12-4 |
Distributed power harvesting systems using dc power sources |
Solaredge Technologies Ltd |
有效 |
|
11 |
US7329778 |
2001-4-11 |
Process and catalyst for dehydrogenating primary alcohols to make carboxylic acid salts |
Monsanto Technology Llc |
有效 |
|
12 |
US7532960 |
2003-3-3 |
Hybrid energy off highway vehicle electric power management system and method |
General Electric Company |
有效 |
|
13 |
US7433655 |
2001-3-23 |
Battery-operated wireless-communication apparatus and method |
Integrated Power Solutions Inc. |
有效 |
|
14 |
US8518594 |
2007-3-2 |
Power cell and power chip architecture |
Encite, Llc |
有效 |
|
15 |
US8268446 |
2004-9-23 |
Photocurable perfluoropolyethers for use as novel materials in microfluidic devices |
California Institute Of Technology |
有效 |
|
16 |
US7553584 |
2001-10-22 |
Reticulated and controlled porosity battery structures |
Massachusetts Institute Of Technology |
有效 |
|
17 |
US7169489 |
2002-12-4 |
Hydrogen storage, distribution, and recovery system |
Limnia, Inc. |
有效 |
|
18 |
US7691527 |
2003-4-22 |
Method and apparatus for generating hydrogen |
Petillo Phillip J; Petillo Stephen C |
有效 |
|
19 |
US7182132 |
2003-10-15 |
Linearly scalable geothermic fuel cells |
Iep Technology, Inc. |
有效 |
|
20 |
US7390587 |
2004-12-3 |
Fuel cell system with load management |
Dcns Sa |
有效 |
|
21 |
US7087331 |
2001-10-26 |
Energy efficient gas separation for fuel cells |
Air Products And Chemicals Inc. |
有效 |
|
22 |
US7153601 |
2002-10-29 |
Fuel cell with embedded current collector |
Intelligent Energy Limited |
有效 |
|
23 |
US7425379 |
2004-6-25 |
Passive electrode blanketing in a fuel cell |
Hydrogenics Corporation |
有效 |
|
24 |
US6376113 |
1998-11-12 |
Integrated fuel cell system |
Dcns Sa |
有效 |
|
25 |
US8652706 |
2006-11-29 |
Polymer electrolyte membrane for fuel cell and fuel cell system including the same |
Samsung Sdi Co., Ltd. |
有效 |
|
26 |
US7862938 |
2007-4-10 |
Integrated fuel cell and heat engine hybrid system for high efficiency power generation |
Fuelcell Energy, Inc. |
有效 |
|
27 |
US7981561 |
2005-6-28 |
Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells |
Ati Properties, Inc. |
有效 |
|
28 |
US7407721 |
2003-4-15 |
Direct oxidation fuel cell operating with direct feed of concentrated fuel under passive water management |
Mti Microfuel Cells Inc. |
有效 |
|
29 |
US7690458 |
2004-5-14 |
Control apparatus and control method for vehicle-mounted fuel cell power generation system |
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha |
有效 |
|
30 |
US6981877 |
2002-2-19 |
Simplified direct oxidation fuel cell system |
Mti Microfuel Cells Inc. |
有效 |
(責任編輯：admin)
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