燃料电池工业的专利趋势分析(组图)

燃料电池是将氢气和氧气作为燃料,利用电气化学的缩减/氧化或“氧化还原”反应使两者结合。反应后有三种副产品:电流——为金贵的太空船提供能量;水——当氢气和氧气结合后,产生的水可供宇航员饮用,也可用于冷却装备;热量——使宇航员免受太空严寒的侵袭。这项革新技术满足了最急需的能源、生计和热量。

氢和氧是地球上最丰富的两种元素。从空气(氧气在空气中占21%)中很容易获得氧气,植物释放出氧气,人类吸入氧气,接下来它不断地循环。氢是水的基本组成元素。地球表面有70%覆盖着海水,用少许电流就可以从海水中分解出氢。尽管蕴涵着这样丰富的资源,燃料电池装置的潜力并没有被重视。原因是制造它们的原料(例如,铂金,化学碱,极纯的氢和氧)是非常昂贵的,限制了它的大范围商业化。然而,科学家和工程技术人员也没有完全放弃对燃料电池进行研究的努力。如果地球上的石油或煤资源耗尽,或变得稀有而不经济,燃料电池是个可选用的能量来源。

最近几十年里,环境问题、经济现状和科学进步已经把燃料电池推到了能源议程的前沿。如果所有的汽车都用燃料电池产生动力,或者每所房子都有自己的燃料电池系统,昂贵而又破坏环境的煤或核燃料还会有位置吗?从环境角度来说,发展燃料电池技术的理由是充分的,商业潜力也是巨大的。挑战来自于创造出低成本的燃料电池技术,使所有的汽车、房子、随身听、笔记本电脑、手机、和MP3播放器都使用燃料电池。也许汽油价格较低时,人们会降低对氢动力的注意力,但事实表明,人们对氢动力的兴趣在不断增加。

一、全球专利趋势

分析燃料电池研究技术发展的一个最有效的方法就是考察同期专利申请的趋势。专利是重要的金融投资和公司将某项发明投向市场的信号,它能表明相关技术从基础研究向产品应用的转移。

用关键词和国际专利分类对1999—2003年这5年来国外的燃料电池专利进行检索。结果检索到大约1万余篇文献。将这些文件按时间归类,并绘制出这5年来的专利文献数量变化图表,显示这段时期内公布的国外燃料电池专利的数量出现了爆炸性的增长(见图1)。这段时间里,发明专利数量增长了4倍以上,基本专利申请增长超过了360%,1999年的申请不到1000件,2003年增长至大约4000件。1999年,氢燃料电池的投入不像今天这样巨大。这表明,公司之间在知识产权领域中进行着激烈的竞争,这些公司希望在其所申请的专利某一天能够转化为“摇钱树”。

国外燃料电池专利数量申请时间分布

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