美國專利律師 薛之揚(yáng)
燃料電池是將燃料直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)裝置。燃料電池有陰極、陽極和電解質(zhì)三個組件，但不同種類的燃料電池所用的材料、燃料、操作條件和適用范圍也不同。在此，參照美國能源部公布的資料，對不同種類的燃料電池進(jìn)行歸納比較。
以高聚物薄膜電解質(zhì)燃料電池和固體氧化物燃料電池為例。前者擁有操作溫度低、啟動快、體積小、無污染、高能量密度和高功率密度等優(yōu)勢，被視為車載燃料電池的首選；但其存在的缺陷是造價高、催化劑容易失活等。后者具有催化劑抗毒性較強(qiáng)的優(yōu)點，可以直接使用天然氣做燃料，并且尾氣的溫度高，可用作高品質(zhì)熱源；但其啟動慢，適合連續(xù)操作，不可經(jīng)常開停。
燃料電池的研究已有半個世紀(jì)以上的歷史。上世紀(jì)60年代中期，美國宇航局在阿波羅登月計劃中就采用了堿性燃料電池供電。到上世紀(jì)90年代后期，由于汽油價格上漲，燃料電池的研究又一次興起，相關(guān)的專利申請隨即大幅上升。
燃料電池專利可大至分為材料和工程設(shè)計兩大部分，涉及電池的每個部件。以高聚物薄膜電解質(zhì)燃料電池為例，許多專利針對高分子薄膜、陰極和陽極催化劑、電極板等部件所使用的材料。例如，有些發(fā)明改進(jìn)高分子薄膜以提高其操作溫度、降低價格。燃料電池的陰極催化劑含貴金屬，價格高也容易失活。有許多發(fā)明專利針對催化劑的新配方，或催化劑的分布技術(shù)；還有些專利針對燃料電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其最終目的是要達(dá)到氣體、濕度和溫度的均勻分布。此外，由于固體氧化物燃料電池的操作溫度高，電池組的密封是一大技術(shù)難題，因而有許多專利專門針對密封材料和密封結(jié)構(gòu)。
燃料電池的種類繁多，用途各異，面臨的技術(shù)問題也不同。從國際專利申請（PCT專利申請）的分布上，可以看出該領(lǐng)域主要的競爭者。截止到2010年3月，國際知識產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）的數(shù)據(jù)庫中共有近9000件公布的專利申請。申請持有量前10名的公司分別是豐田汽車公司（Toyota）、尼桑汽車公司（Nissan）、松下電器（Panasonic Corporation）、西門子（Simens）、巴拉德動力系統(tǒng)公司(Ballard Power Systems)、戴姆勒股份公司（Daimler AG）、德國科研中心(Forschungszentrum Jülich)、東芝株式會社（Toshiba）、通用汽車公司（General Motor）、UTC技術(shù)（UTC Technologies）。其中豐田汽車公司的申請持有量近800件，而位居第二的尼桑汽車公司則只有200多個申請。此外，本田汽車公司有100多件PCT專利申請，躋身前15名。
總體而言，日本企業(yè)的燃料電池PCT申請達(dá)3100多件，美國持有2500多件，隨后是德國、加拿大、英國、法國和韓國；從行業(yè)分布上看，汽車行業(yè)燃料電池的申請量最大，電器行業(yè)其次。
據(jù)不完全統(tǒng)計，美國專利局獲準(zhǔn)的燃料電池專利有8000件左右，日本企業(yè)持有其中的1/4，美國企業(yè)占其中的1/6。我國的燃料電池研究起步較晚，PCT專利申請和美國專利的數(shù)量都不大。隨著我國燃料電池研究投入和專利意識的增強(qiáng)，燃料電池專利的數(shù)量和質(zhì)量都有望增加。（科技日報報駐美國記者毛黎供稿）