氢能 “专利竞赛”打响！

2024 年，全球能源转型浪潮汹涌，氢能作为绿色低碳的 “明日之星”，正以前所未有的速度闪耀登场。这一年，政策春风频吹，从国家到地方，一系列扶持氢能发展的政策相继出台，为产业发展铺就康庄大道。在技术研发领域，各大企业与科研机构更是你追我赶，一场没有硝烟的 “专利竞赛” 悄然打响，无数创新成果如春笋般破土而出。

多点开花，专利成果覆盖全产业链

制氢作为氢能产业的 “排头兵”，在2024年迎来诸多关键专利。比亚迪新获专利聚焦电解槽端板技术，通过巧妙设计端板本体上的加热件与测温件安装结构，让小微型电解槽运行时温度恰到好处，化学反应更充分，制氢效率大幅跃升。

部分制氢专利

阳光氢能科技有限公司的光伏离网制氢系统，通过控制方法、装置、设备及介质，能够避免制氢设备反复启停，提高制氢设备的使用寿命。

长春绿动氢能科技的 “制氢系统” 专利引入精细的一级、二级气水分离器与节流组件，优化气液混合物处理流程，既保障氢气纯度，又提升生产安全性，恰似为制氢产业注入一剂 “强心针”，助力企业在绿氢赛道疾驰。

三一氢能有限公司的双极板及电解槽技术通过改变PEM电解槽双极板阳极流场局部流通截面积，调节局部流道流阻，从而促进流体纵向传质，降低电解槽传质极化损失，提高电解槽高电密电解性能。

作为氢能利用的 “卡脖子” 难题，储氢专利成果也有重大突破，美光环保科技在固态储氢材料研发上取得专利突破，全新复合材料成功攻克储氢容量低、吸放氢条件苛刻的顽疾，在温和环境下即可高效吸附、释放氢气。

北京海望氢能科技则剑指有机液体储氢技术，研发的高性能催化剂令人瞩目。其独特核壳结构，融合非贵金属内核与贵金属外壳，在脱氢过程中展现高活性与稳定性，有效抑制副反应，让有机液体储氢迈向实用化，为大规模、长距离氢储运提供了坚实支撑。

燃料电池作为氢能应用 “心脏”，2024年专利成果斐然。国鸿氢能斩获 “燃料电池快速冷启动系统及车辆” 专利，精妙重构空气子系统管路连接与阀门布局，空压机、中冷器、加湿器协同发力，冷启动时间大幅缩减，功耗显著降低，寒区新能源汽车、备用电源等冬季启动难题迎刃而解，燃料电池汽车应用边界拓展至极寒之地。

同时，其 “燃料电池气体处理系统” 专利实现水汽循环利用新高度。通过汽水分离组件与膨胀机联动，精准回收电堆反应生成水汽，回补加湿环节，既节水又保障电堆湿度环境稳定，提升燃料电池整体效率与耐久性，为重型卡车、公交等长续航场景注入续航 “强心针”，推动燃料电池商业化进程稳步迈进。

专利竞赛，氢能即将“出圈”

专利驱动下，制氢、储氢、运氢等环节技术革新正让氢能成本 “大跳水”。在制氢端，前文提及的比亚迪电解槽端板专利与长春绿动制氢系统专利，双管齐下优化电解水制氢流程，提升转化效率，降低设备维护成本，有望使绿氢制取成本在未来三年内降低 30%，进一步缩小与灰氢价差，加速绿氢平价时代到来。

储氢环节，新型固态储氢材料与高性能有机液体储氢催化剂专利成果频出，让储氢容器体积更小、重量更轻、寿命更长。以车载储氢为例，成本有望从当前每千克数千元降至千元以内，解决燃料电池汽车 “背着高价氢气瓶” 难题，为大规模商业化扫除障碍。

运氢领域，管道输氢、液氢运输专利技术迭代。如新型内衬材料、低温高压阀门专利应用，提升输氢安全性与效率，降低百公里输氢成本超 40%，让氢能在区域间调配自如，产业布局更灵活。

此外，一系列氢能专利成果的成为产业协同 “黏合剂”，串起氢能上下游产业链。上游制氢企业凭借专利技术产出高纯低成本氢气，为下游燃料电池、化工企业提供优质 “原料”；下游企业反馈的应用需求，又促使上游研发更适配的制氢工艺，形成良性循环。

同时，专利也为氢能商业化进程注入 “强心剂”。

氢燃料电池汽车专利百花齐放，续航提升、成本下降、加氢便捷性增强，正吸引车企加速布局。相关数据预测，到2025年，国内氢燃料电池汽车保有量将突破5万辆，加氢站超1000座，氢能公交、物流车穿梭城市，私家车也将开启 “氢动力” 时代。

分布式能源方面，小型化、高效率的 “家用燃料电池热电联供系统” 专利落地，让家庭、社区成为 “能源生产者”。寒冬供暖、夏日供电，余电上网还能创收，未来 5 年有望走进百万家庭，开启绿色能源消费新模式。

工业储能范畴，氢能储能专利助力企业降本增效。风电、光伏制氢储能，缓冲新能源发电波动，为钢铁、化工等高耗能行业提供稳定绿氢，减少碳排放同时，保障企业能源供应，预计每年可削减工业碳排放亿吨级，重塑工业能源版图。

前路坎坷，机遇与挑战并行

尽管我国氢能专利成果丰硕，但氢能技术仍有诸多 “硬骨头” 待啃。

燃料电池耐久性仍是 “心腹大患”，当下多数燃料电池运行数千小时后性能便大幅衰退，难以满足商用车、分布式发电等长时间、高负荷运行需求，研发抗腐蚀、抗疲劳电极材料与优化电池管理系统迫在眉睫。

其次，储氢密度提升也遭遇瓶颈，高压气态储氢虽应用广，但受限于容器耐压与安全标准，储氢量难有质的飞跃。液态储氢成本高、能耗大，如何优化制冷、保温技术，降低液化成本是关键，固态储氢尚在产业化初期，材料规模化制备、吸放氢动力学性能优化之路漫漫，距离实用化仍需大量研发投入。

氢能标准的不完善阻碍氢能产业的“疾驰”，比如加氢站方面，加氢站建设标准各地不一，从选址规划、设备选型到安全间距要求千差万别，企业跨区域投资建站时，常陷入 “合规困境”，重复设计、建设成本徒增，延缓加氢网络布局。

2024 年，无疑是氢能专利的 “高光时刻”。海量专利成果如繁星点点，照亮氢能产业前行之路，在技术攻坚、产业重塑、商业拓展等维度全方位赋能。但我们也深知，征途漫漫，挑战犹存。

展望未来，随着研发持续深耕、政策精准护航、国际合作破冰，氢能专利必将持续井喷。这些专利将化作氢能产业发展 “燃料”，驱动氢能深度融入能源体系，重塑能源版图，点亮绿色未来。

来源：北极星氢能网

作者：周小彦

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