一、氢燃料电池的部分技术全景报告

 

本章节给出了“氢燃料电池”专利趋势、技术构成分析、重要技术分支、主要申请人分布、新进入者分析、领域地图及关键词旭日图等。

 

1、“氢燃料电池”专利趋势

 

蓝色代表申请总量，绿色表示当前时间段申请专利的被授权量。

 

 

2、“氢燃料电池”技术构成分析

 

 

 

3、“氢燃料电池”重要技术分支主要申请人分布

 

 

4、“氢燃料电池”新进入者分析

 

 

5、“氢燃料电池”领域地图

 

 

5、“氢燃料电池”关键词旭日图

 

 

从技术全景报告中可以看到近5年专利申请书不断增多，申请人主要是车企相关，且大多数为动力系统的革新。

 

二、“氢燃料电池”的原理

 

本章节简单介绍了“氢燃料电池”的原理及评价氢燃料电池性能的关键指标。

 

1、“氢燃料电池”的原理

 

氢燃料电池工作原理是氢气通过燃料电池的正极当中的催化剂（铂）分解成电子和氢离子（质子）。其中质子通过质子交换膜（Proton Exchange Membrane）到达负极和氧气反应变成水和热量。对应的电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。

 

 

2、氢燃料电池的关键指标

 

1）催化剂、膜电极：膜电极主要是铂碳电极，从各家手册中看出铂载量（~0.2g/kW）、功率密度、耐久性（＞20000h）、质量比活性等是评价电极的关键指标。

 

2）封装技术：双极板密封、膜电极封装、电堆组装。从各家手册看出主要工序包括涂胶技术、贴膜技术、热压技术、电堆压装技术等。

 

3）燃料电池系统：电堆、空压机、循环泵、增湿器、DCDC和电子水泵的系统集成技术。

 

三、氢能与燃料电池技术迭代催化

 

1、生产端方面：现阶段绿氢的技术路线更新迭代速度加快，资本和商业化运作促进了产业繁荣和技术更新，技术路线更是百家争鸣，碱性电解水制氢、PEM制氢、AEM制氢、海水原位电解制氢、生物质制氢、能源植物热裂解制氢、甲烷直接裂解制氢等各种制氢技术不断突破。

2、应用端方面：在燃料电池方面，燃料电池行业下游现阶段成熟的应用业务包括物流重卡、冷链物流车等，待开发的应用业务包括船舶、自行车、无人机、轨道机车等。应用端核心技术在不断突破，燃料电池的行业规模也逐年扩大。2023年多家燃料电池企业相继发布了250kW系统、300kW电堆产品，这使得空压机、循环泵、增湿器、DCDC和电子水泵等核心BOP部件在适配性以及降能耗方面需求明显，不少企业甚至在新路线开发上有了突破。

根据的不同的应用场景促进生产端与应用端的融合。

催化场景1：氢能重卡方面在西北某企业固定运煤公路上规划应用，生产端依据独特的地理优势，建立风光耦合发电-电解水制氢设备，应用端采用氢能重卡运输化工品，实现良性循环并确保风险较低。

催化场景2：甲烷裂解制氢在LNG船舶上的应用，生产端采用LNG船可能耗散的天然气为原料直接制取氢气，应用端采用氢燃料电池作为LNG船的动力驱动系统，实现循环利用。

催化场景3：氢动力无人机在高海拔地区的应用，解决无人机在极寒地区的续航问题。

现阶段，应用端氢气的消纳主要集中在工业企业，氢燃料电池应用端还未实现大规模爆发，期待绿色能源时代的到来！