從專利分析看國內外氫燃料電池技術重點和熱點

采用德溫特專利數據庫和Incopat數據庫，結合關鍵詞、IPC分類、德溫特手工代碼的方法進行專利數據采集，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展現狀趨勢、技術重點熱點、區域競爭格局、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、燃料電池專利規模趨勢

1．專利技術經歷高速增長后的回落過程中

圖中揭示的是國際和國內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量在2015年（包括）以后出現失真。2015－2016年專利分布情況可以參考年度專利公開數量。

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量在經歷1999年至2007年持續高速增長之后，年度專利申請數量開始出現下滑，目前仍處于下滑過程中，有企穩的跡象。

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，國內的研發落后國際將四十多年，1998年開始出現燃料電池中國專利，年度申請數量增長速度較為均衡，與國外不同的是，增長趨勢一直延續至今，未出現明顯的回調。

2．新技術占比趨于減少

圖中將IPC分類號數量近似算作技術的數量，深藍色表示當年新出現的技術，淺藍色表示當年之前已經存在的技術。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，發展到2006年，隨著年度技術數量基本保持平穩，新技術的比例呈現下降趨勢，反映出行業技術趨于成熟。

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，占據近半的比重。

4． 專利技術大量存在于大型企業

圖中將申請專利的企業按數量劃分成5個等級，用不同顏色圓環加以區分，代表每一類企業申請專利數量之和。圖中可以看出，擁有100件以上專利的大型企業專利總和占據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專利總量占比36％。顯示了專利技術被大型企業掌握，技術市場趨向成熟。

二、燃料電池技術重點和熱點挖掘

1．國際研發重點指向電極、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，將專利數據通過文本聚類，繪制產業技術研發重點的專利地形圖。山峰表示專利技術的集中區，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。

依據專利分類排序統計可知，國際燃料電池技術研發的重點依次為電極、控制、制氫、儲氫、電解質、外殼密封等技術。

2．國內技術研發重點指向電極、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。

專利分類排序統計可知，國內燃料電池技術研發的重點依次為，電極、制氫、儲氫、電解質、控制、催化劑等技術。

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展速度超過平均發展速度。顯示這些技術為近期燃料電池領域技術研發熱點，得到研發機構的追捧。

4． 國內熱點技術－－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。

電解質、加熱和冷卻、催化劑等技術在最近幾年的發展速度超過平均發展速度。顯示這些技術為國內近期燃料電池領域技術研發熱點。

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和被引次數、專利族數量、權利要求項數量、專利涉及訴訟案件數量及賠償金額、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，可以從海量專利數據中尋找關鍵專利、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。