美国专利律师 薛之扬

　　燃料电池是将燃料直接转化为电能的电化学装置。燃料电池有阴极、阳极和电解质三个组件，但不同种类的燃料电池所用的材料、燃料、操作条件和适用范围也不同。在此，参照美国能源部公布的资料，对不同种类的燃料电池进行归纳比较。

　　以高聚物薄膜电解质燃料电池和固体氧化物燃料电池为例。前者拥有操作温度低、启动快、体积小、无污染、高能量密度和高功率密度等优势，被视为车载燃料电池的首选；但其存在的缺陷是造价高、催化剂容易失活等。后者具有催化剂抗毒性较强的优点，可以直接使用天然气做燃料，并且尾气的温度高，可用作高品质热源；但其启动慢，适合连续操作，不可经常开停。

　　燃料电池的研究已有半个世纪以上的历史。上世纪60年代中期，美国宇航局在阿波罗登月计划中就采用了碱性燃料电池供电。到上世纪90年代后期，由于汽油价格上涨，燃料电池的研究又一次兴起，相关的专利申请随即大幅上升。

　　燃料电池专利可大至分为材料和工程设计两大部分，涉及电池的每个部件。以高聚物薄膜电解质燃料电池为例，许多专利针对高分子薄膜、阴极和阳极催化剂、电极板等部件所使用的材料。例如，有些发明改进高分子薄膜以提高其操作温度、降低价格。燃料电池的阴极催化剂含贵金属，价格高也容易失活。有许多发明专利针对催化剂的新配方，或催化剂的分布技术；还有些专利针对燃料电池内部结构的设计，其最终目的是要达到气体、湿度和温度的均匀分布。此外，由于固体氧化物燃料电池的操作温度高，电池组的密封是一大技术难题，因而有许多专利专门针对密封材料和密封结构。

　　燃料电池的种类繁多，用途各异，面临的技术问题也不同。从国际专利申请（PCT专利申请）的分布上，可以看出该领域主要的竞争者。截止到2010年3月，国际知识产权组织（WIPO）的数据库中共有近9000件公布的专利申请。申请持有量前10名的公司分别是丰田汽车公司（Toyota）、尼桑汽车公司（Nissan）、松下电器（Panasonic Corporation）、西门子（Simens）、巴拉德动力系统公司(Ballard Power Systems)、戴姆勒股份公司（Daimler AG）、德国科研中心(Forschungszentrum Jülich)、东芝株式会社（Toshiba）、通用汽车公司（General Motor）、UTC技术（UTC Technologies）。其中丰田汽车公司的申请持有量近800件，而位居第二的尼桑汽车公司则只有200多个申请。此外，本田汽车公司有100多件PCT专利申请，跻身前15名。

　　总体而言，日本企业的燃料电池PCT申请达3100多件，美国持有2500多件，随后是德国、加拿大、英国、法国和韩国；从行业分布上看，汽车行业燃料电池的申请量最大，电器行业其次。

　　据不完全统计，美国专利局获准的燃料电池专利有8000件左右，日本企业持有其中的1/4，美国企业占其中的1/6。我国的燃料电池研究起步较晚，PCT专利申请和美国专利的数量都不大。随着我国燃料电池研究投入和专利意识的增强，燃料电池专利的数量和质量都有望增加。（科技日报报驻美国记者毛黎供稿）