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從專利分析看國內(nèi)外氫燃料電池技術(shù)重點(diǎn)和熱點(diǎn)

時間:2018-01-12 15:43來源:第一電動網(wǎng) 作者:曉宇說電池
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采用德溫特專利數(shù)據(jù)庫和Incopat數(shù)據(jù)庫，結(jié)合關(guān)鍵詞、IPC分類、德溫特手工代碼的方法進(jìn)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(shí)用新型專利23,544件。對氫能及氫燃料電池專利進(jìn)行分析，有助于整體了解氫能及氫燃料電池領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀趨勢、技術(shù)重點(diǎn)熱點(diǎn)、區(qū)域競爭格局、競爭機(jī)構(gòu)情況。本期周報(bào)奉上氫燃料電池的技術(shù)趨勢和技術(shù)重點(diǎn)與熱點(diǎn)。

一、燃料電池專利規(guī)模趨勢

1.   專利技術(shù)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�？紤]到專利一般從申請到公開需要長達(dá)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?qū)＠暾埛矫�，燃料電池技術(shù)20世紀(jì)50年度國際上已有專利申請。圖中藍(lán)色和紅色曲線為全球?qū)＠甓壬暾埡凸_量�？傮w上看，燃料電池專利技術(shù)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(shù)占比趨于減少

圖中將IPC分類號數(shù)量近似算作技術(shù)的數(shù)量，深藍(lán)色表示當(dāng)年新出現(xiàn)的技術(shù)，淺藍(lán)色表示當(dāng)年之前已經(jīng)存在的技術(shù)。圖中顯示，燃料電池技術(shù)在1999年前后，新技術(shù)和已有技術(shù)同步快速增長，發(fā)展到2006年，隨著年度技術(shù)數(shù)量基本保持平穩(wěn)，新技術(shù)的比例呈現(xiàn)下降趨勢，反映出行業(yè)技術(shù)趨于成熟。

 


技術(shù)趨勢

3.  新增研究人員不斷涌入

圖中綠色表示當(dāng)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(dāng)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(shù)領(lǐng)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(jìn)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(shù)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(shù)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(shù)被大型企業(yè)掌握，技術(shù)市場趨向成熟。

 


機(jī)構(gòu)活躍度

二、燃料電池技術(shù)重點(diǎn)和熱點(diǎn)挖掘

1. 國際研發(fā)重點(diǎn)指向電極、控制、制氫、儲氫、電解質(zhì)膜、固體氧化物燃料電池技術(shù)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(shù)研發(fā)重點(diǎn)的專利地形圖。山峰表示專利技術(shù)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(shù)研究重點(diǎn)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(shè)備應(yīng)用等技術(shù)。

依據(jù)專利分類排序統(tǒng)計(jì)可知，國際燃料電池技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)依次為電極、控制、制氫、儲氫、電解質(zhì)、外殼密封等技術(shù)。

 


國際技術(shù)重點(diǎn)（文本聚類）

資料來源：Thomson Innovation

 


國際關(guān)鍵技術(shù)排名（專利分類）

2. 國內(nèi)技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)指向電極、制氫、儲氫、電解質(zhì)膜、控制、催化劑等技術(shù)

文本聚類圖顯示，國內(nèi)燃料電池各技術(shù)研究較為均衡，研究重點(diǎn)包括聚合物膜、電動機(jī)及其控制、電壓電流控制等技術(shù)。

專利分類排序統(tǒng)計(jì)可知，國內(nèi)燃料電池技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)依次為，電極、制氫、儲氫、電解質(zhì)、控制、催化劑等技術(shù)。

 


國內(nèi)技術(shù)重點(diǎn)（文本聚類）

資料來源：Thomson Innovation

 


國內(nèi)關(guān)鍵技術(shù)排名（專利分類）

3.國際熱點(diǎn)技術(shù)--電解質(zhì)、外殼和密封、催化劑、膜電極組件等技術(shù)成為熱點(diǎn)

選取最早優(yōu)先權(quán)年時間段2007-2016年（紅色表示）代表近期專利技術(shù)， 2006年及之前（藍(lán)色表示）代表早期專利技術(shù)。早期專利數(shù)量（藍(lán)色）占專利總量的51.4%，在圖中畫一條綠色基準(zhǔn)線，超過基準(zhǔn)線代表技術(shù)熱點(diǎn)的遷移。

圖中可以看出，電解質(zhì)、外殼和密封、催化劑、膜電極組件等技術(shù)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(shù)為近期燃料電池領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn)，得到研發(fā)機(jī)構(gòu)的追捧。

 


技術(shù)熱點(diǎn)遷移（國際）

4. 國內(nèi)熱點(diǎn)技術(shù)--電解質(zhì)、加熱和冷卻、催化劑等技術(shù)成為熱點(diǎn)

選取最早優(yōu)先權(quán)年時間段2010-2016年（紅色表示）代表近期專利技術(shù)， 2009年及之前（藍(lán)色表示）代表早期專利技術(shù)。早期專利數(shù)量（藍(lán)色）占專利總量的46.9%，在圖中畫一條綠色基準(zhǔn)線，超過基準(zhǔn)線代表技術(shù)熱點(diǎn)的遷移。

圖中可以看出，電解質(zhì)、加熱和冷卻、催化劑等技術(shù)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(shù)為國內(nèi)近期燃料電池領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn)。

 


技術(shù)熱點(diǎn)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(jìn)行重要專利篩選工作。Innography具有專利強(qiáng)度分析功能，建立的專利指標(biāo)體系包括專利引證次數(shù)和被引次數(shù)、專利族數(shù)量、權(quán)利要求項(xiàng)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(biāo)，并賦予不同的權(quán)重計(jì)算而成。

通過使用Innography的專利強(qiáng)度分析，可以從海量專利數(shù)據(jù)中尋找關(guān)鍵專利、核心專利。這些關(guān)鍵專利涉及控制技術(shù)、制氫、儲氫、催化劑、電解質(zhì)膜、燃料電池系統(tǒng)等技術(shù)等，這些專利都集中在美國專利。下表為專利強(qiáng)度為排名前30位的燃料電池技術(shù)專利。

燃料電池重要專利

編號

專利號

申請日

標(biāo)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

 

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