氢燃料电池在交通运输业的应用

专利态势报告 运输中的氢燃料电池 专利态势报告 运输中的氢燃料电池 本作品已获得知识共享署名4.0国际许可。 用户可以在未经明确许可的情况下复制、分发、改编、翻译和公开执行本出版物，包括用于商业目的，前提是内容附有产权组织是来源的确认，并明确说明是否更改制作成原创内容。 建议引用：世界知识产权组织(WIPO)(2022)， 运输中的氢燃料电池，日内瓦：WIPO。 改编/翻译/衍生作品不应带有任何官方标志或标志，除非它们已获得产权组织的批准和验证。请通过产权组织网站与我们联系以获得许可。 对于任何衍生作品，请附上以下免责声明：“产权组织秘书处对原始内容的转换或翻译不承担任何责任或义务。” 当产权组织发布的图像、图形、商标或徽标等内容归属于第三方时，此类内容的用户应全权负责向权利人清除权利。 要查看此许可证的副本，请访问https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 任何因本许可而产生的无法友好解决的争议，应根据当时有效的联合国国际贸易法委员会 （UNCITRAL）仲裁规则提交仲裁。双方应受任何仲裁裁决的约束，该仲裁裁决是此类争议的最终裁决。 本出版物中使用的名称和材料的呈现方式并不意味着WIPO对任何国家、领土或地区或其当局的法律地位，或对其边界或边界的划定表示任何意见. 本出版物无意反映成员国或产权组织秘书处的观点。 提及特定公司或制造商的产品并不意味着它们得到WIPO的认可或推荐，优先于未提及的其他类似性质的公司或产品。 ©产权组织，2022 世界知识产权组织34,chemindesColombettes, P.O.Box18CH-1211日内瓦20，瑞士 DOI:10.34667/tind.46069 国际标准书号：978-92-805-3416-0(PDF) 国际标准书号：978-92-805-3417-7（在线） ISSN：2790-7007（印刷版）ISSN：2790-7015（在线） 归因4.0国际 （抄送4.0） 封面：GettyImages/JONGHOSHIN–TiaClara 内容 致谢4 主要发现和见解5 简介9 动机和方法报告11 氢燃料电池技术交通电气化13 一般领域概述、历史和 全球燃料专利开发细胞13 运输中的氢燃料电池技术：为什么要使用氢，以及为什么 汽油细胞？13 燃料电池历史15 燃料电池技术20 一般的概述20 聚合物电解质或质子 交换膜燃料细胞23 固体氧化物燃料细胞23 直接甲醇或液氨 燃料电池和重整技术23 磷酸燃料细胞24 碱膜燃料细胞24 熔融碳酸盐燃料电池24 燃料电池专利格局 技术24 燃料电池回收27 成本分析燃料电池在运输中28 燃料电池回收路线图28 燃料电池自动化生产30 燃料电池技术 在运输34 市场应用分解35 创新起源看法37 专利申请人的专利申请 类型39 市场观点分析：交通领域的燃料电池专利在哪里 全球备案？44 将分析从专利转移 有效专利的申请数量投资组合47 动态和比较 公司分析48 排名前20的大学和研究 中的机构场地49 车辆51 燃料电池应用：航运和船舶58 燃料电池应用：航空和地上车辆64 燃料电池应用：铁路和轨道车辆68 燃料电池的未来交通技术77 专利检索87 3 致谢 这份专利态势报告《交通中的氢燃料电池》是根据斯洛伐克共和国向产权组织总干事邓大伦提出的相关请求编写的。本出版物由MarcoAlemán（知识产权和创新生态系统部门助理总干事）在AlejandroRocaCampañá（高级 创新部知识产权总监）和AndrewCzajkowski（技术和创新支持部总监），由IreneKitsara（技术和创新支持部知识产权信息官）领导。 该报告由IreneKitsara领导的项目团队编写，包括JochenSpuck和KaiGramke（均来自Econsight）、FrankPassing、PajamHassan和AnishM.Shenji（均来自Intent.AI）和LakshmiSupriya（专利分析官，技术和创新支持 分配）。专利检索方法由Econsight在WIPO（IreneKitsara和LakshmiSupriya）的投入下编写。来自Econsight的 KaiGramke开发了一些使用的指标 在分析中。可视化由KaiGramke、LakshmiSupriya和CraigDsouza（青年专家、技术和创新支持部）提供投入。PajamHassan和AnishM.Shenji准备并分析了有关面向未来的报表的在线新闻、新闻稿和季度财务报告。FrankPassing在报告中制定了技术评估和路线图；并与JochenSpuck合作，提供了专利数据中一些公司的示例，以便将后者与业务和市场联系起来。 该报告借鉴了ThomasBrachmann（本田研发）和TimKarlsson（IPHE）在概念化阶段收到的有用意见，以及JochenSpuck对行业代表进行的几次采访，以及WIPO同事提供的意见，包括AnjavonderRopp和PeterOksen（均来自全球挑战部）。BookNowLimited根据IreneKitsara、LakshmiSupriya和AndrewCzajkowski的意见编辑了报告。还要感谢CharlotteBeauchamp（出版和设计部门负责人）的宝贵支持和建议，感谢VanessaHarwood的编辑监督和SheydaNavab的报告设计。 更多信息 在线资源：本报告的电子版可在www.wipo.int/publications/en/details.jsp?id=4604获取。该网页还包括报告中的数据集。 联系方式：patent.information@wipo.int 4 主要发现和见解 将运输部门转变为将其置于净零路径将需要在未来十年内将技术创新、政府和企业决策以及适应的客户行为结合起来。每个交通应用的政策努力都需要迅速发展和扩展。拓展国际 合作对于实现减少交通运输温室气体排放的目标至关重要 ，交通运输部门的直接二氧化碳排放量占燃料燃烧的近24%。随着电池供电的电动交通在过去五年中的增长，氢燃料电池交通的政治势头在过去两年中得到了加强。这份WIPO专利态势报告提供了对该领域专利活动的早期观察运输中的氢燃料电池。这些观察与在线新闻、新闻稿和公司财务报告相结合，以获得对未来的更深入洞察 的运输。 第三波专利申请正蓄势待发 有过自2016年以来，专利申请量强劲增长，无论是在燃料电池方面，还是在运输方面的应用方面.第一波专利申请出现在1980年代中期，随后是2005年左右的第二波，第三 波开始于2016年左右。 专利检索确定52,433件专利申请在描述运输应用的燃料电池领域，占一般与燃料电池相关的专利申请的四分之一。在所有，61%（32,018个专利家族）其中包括至少一项授权专利.该专利数据集的一半（26,449个同族专利和实用新型） 被认为是活跃的在2022年3月进行分析时。大量燃料电池 专利描述了运输中的特定用途，并且这一数字正在显着增长，从而突显了这一特定市场部门日益重要的重要性。（有关在本报告中使用“专利申请”、“专利族”和“数据集”等术语的信息，请参阅下面的信息框。） 专利申请活动集中在五个司法管辖区，这些司法管辖区也是最大的发明人所在地 交通燃料电池相关发明申请专利保护88个专利局,存在有效专利 在80个司法管辖区。虽然这表明活动在全球范围内广泛传播，但专利高度集中在 五个司法管辖区。我们发现96%的同族专利包括至少一项在日本、美利坚合众国(U.S.)、中国、 大韩民国、德国或欧洲专利局（EP申请）或世界知识产权组织(WIPO)（管理 专利合作条约(PCT)并代表PCT申请）。这表明最大的生产基地正在努力在五个主要工业区域建立自己的地位，市场从本地开始，然后扩展到全球。活动的广泛传播似乎也表明总体上相对容易获得该技术。 总共有62%的同族专利仅在一个专利局申请专利保护，日本和中国各占在一个司法管辖区提交的专利申请的五分之一。相比之下，在电动汽车领域 一般而言，在一个办公室提交国家申请 5 专利态势报告——运输中的氢燃料电池 占总数的比例更大（69%），而在癌症研究领域，这一比例更低，为47%。 虽然专利申请源于来自85个司法管辖区的发明人，大部分申请活动集中的五个司法管辖区也是五个最大的 起源对于发明者，即中国、日本、美国、韩国和德国,占 89%的专利在场. 业内大公司为专利领域做出了重大贡献 运输燃料电池的前30名参与者占专利数据集的40%（ 52,433个专利家族中的21,152个）。 这种相当高的集中度类似于在电动汽车中观察到的情况 （前30名参与者占数据集的43%），并表明该领域的市场参与者的投资水平。确实，几 在这些参与者中，丰田、现代、大众、通用、戴姆勒、博世、本田和日产几乎活跃在每个交通领域。 此外，他们的参与似乎不仅包括特定的最终产品，还包括核心元件的制造。 由于高额金融投资，专利领域正在出现新的参与者 但是，新玩家已经在与近几年的顶级玩家竞争，这可能会为未来的顶级玩家名单带来变化。与电动汽车领域的情况相比，在专利申请率排名前列的公司中，有一些公司不是尚未建立市场参与者——其中一些是在中国——或者是规模较小的公司，尤其是在特殊车辆等利基应用中。然而，专利申请和有效专利组合主要由 尤其是较大的汽车公司。除道路以外的其他交通应用领域的顶级参与者包括活跃于 航空、造船和特种车辆，而汽车和电池供应商也位居前列 。 专利格局表明人们对自动化的兴趣日益浓厚 生产，同时燃料电池回收也包括在内 确认高度成熟技术的总体情况，以及直接运输应用中的高比例专利，我们还看到自动化生产专利的增长。直到最近才更频繁地解决大规模生产问题，特别是来自中国的参与者。与此同时，回收利用也开始增长，尽管专利申请数量仍然很少。同时 领域，专利活动的发展清楚地表明，在技术方面，准备程度似乎相当高。 研究界在专利申请方面发挥着至关重要的作用 克服技术挑战 前30名专利申请人中只有一所大学和研究机构（中国科学院）。然而，来自大学和研究机构的专利申请在过去几年中有所增长。中国大学在该领域非常活跃，而美国、韩国 、日本和欧洲的大学也开展了相关活动。除了专利活动外 ，一些大学和研究机构还展示了非常高水平的合作活动，与工业界合作，还与法国替代能源和原子能委员会(CEA)等其他学术合作伙伴合作。 燃料电池技术成熟度高，聚合物电解质膜燃料专利申请量领先 燃料电池是众所周知的技术，成熟度很高。有几个 类型的燃料电池，其中聚合物电解质（或质子交换）膜燃料电池（PEMFC）在专利数据集中领先，似乎是最有前途的。 6 主要发现和见解 中国目前是交通领域氢燃料电池相关专利申请的最大来源国 在过去的两到三年里，中国的专利申请量一直非常强劲，无论是作为本地发明人的申请办公室还是作为 来自日本、美国、大韩民国和德国的发明的后续专利申请办公室。虽然中国的发明者占数据集的很大一部分，但很少有中国公司出现在数据集中 在整体主动投资组合实力方面排名第一。从专利申请量最高的企业来看，它们来自日本、韩国、德国和美国。如果中国企业继续以与过去几年相同或更高的速度申请专利，这种情况可能会迅速改变年。 与交通道路领域相关的申请是专利数据中最大的类别，其中 其他类别，特别是航空和航运，新兴 燃料电池和氢气在交通运输中的主要应用是道路车辆，包括汽车和卡车。与航运、航空、铁路和特种车辆（即商用车辆，包括叉车、机场拖船、拖拉机和挖泥船以及各种工程车辆）相关的专利申请仅占 相比之下，运输数据集中的一小部分燃料电池。特种车或多或少是第一种进入利基市场的燃料电池(FC)车辆（Energy.gov，2018年），而乘用车可能还需要数年时间才能进入大型市场（参见图49，路线图）. 越来越关注电池驱动的电动汽车，可能在重型汽车和公共汽车在运输中的