2010年至今全球制氢技术发展态势

  氢能是一种清洁、高效、安全、可持续的新能源,具有较高的能量密度和可再生性,被认为是最具应用前景的能源之一,各国已将氢能的开发与利用纳入国家能源战略布局中。


氢的制备技术是开发利用氢能的关键性技术之一,如何制备清洁的"绿氢",是该项技术研究的焦点。


北京科技大学图书馆郑征以科学引文索引扩展数据库(SCIE)和智慧芽(PatSnap)专利数据库为数据源,采用文献计量和专利分析相结合的方法,从年代、国家、机构、主题等角度,分析近10年全球绿色制氢技术在基础研究及技术研发方面的发展态势。


结果显示:


  (1)2010年以来,绿色制氢技术研究热度逐年升温,无论是发文量还是专利申请量一直保持增长趋势, 专利公开授权量也大幅增长。可见在基础研究逐渐发展的同时,应用转化也在同步进行。

  

  (2)在绿色制氢技术领域,中国是主要的研究国家。从文献计量角度看,相比其他国家/地区,中国的论文产出遥遥领先,但在论文综合影响力上不及美国。除中国外,美国、印度、日本、韩国、加拿大和德国也是较为活跃的国家。在国际合作上,中国与美国、澳大利亚、日本、新加坡的合作较为紧密。在专利领域,中国的专利申请量占专利申请总量的45.7%,占TOP10国家专利申请量合计的51.0%。除中国外,日本、美国、韩国和德国的专利申请也较多。对比之下能够发现,美国、日本、德国、韩国在制氢方面从基础研究到产品应用均有所涉及。

  

  (3)通过专利和文献分别分析制氢技术的研究机构,呈现出了不同的结果。学术论文方面,绿色制氢技术领域的论文多由高校或研究机构完成,其中中国科学院、西安交通大学、哈尔滨工业大学、清华大学、中国科技大学是国内绿色制氢技术论文发表较多的研究机构,且他们之间存在交叉合作关系。与论文的主要发表主体不同,企业是绿色制氢技术领域的专利申请主体,且专利布局各有侧重。中国石油化工股份有限公司和巴斯夫欧洲公司在气体分离(包括碳和氢)领域布局较多;韩国株式会社LG 则侧重电极和二次电池制备;埃克森公司的专利布局较为全面,不仅涉及气体分离净化,在燃料电池领域亦有布局;日本松下知识产权经营株式会社侧重于氢的制备分离净化以及燃料电池制造;此外,乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司和赫多特普索化工设备公司在氢的制备分离净化方面布局较多。

  

  (4)从研究主题来看,从高频关键词聚类的网络视图可以看出,绿色制氢研究重点集中在光催化/光电催化制氢、生物制氢、电极研究(特别是石墨/石墨烯电极制备)等方面;光催化、二氧化钛纳米粒、电化学氧化、CO2利用等研究在近两年受到科研人员的关注。制氢技术专利的IPC号统计显示,多数专利申请集中碳或氢的分离与净化以及电极制备等方面,在二次电池和燃料电池等应用方面的专利相对较少;从专利地图来看,目前的重点研发焦点在多晶硅、电解池、光电催化等方面。


近10年绿色制氢技术发文量TOP10国家/地区发文情况


近10年绿色制氢技术领域主要发文机构


近10年绿色制氢技术领域发文量TOP35机构合作网络


近10年制氢技术领域研究重点

制氢技术领域的研究重点集中在光催化/光电催化制氢、生物制氢、电极研究(特别是石墨/石墨烯电极制备)等方面。


近5年绿色制氢领域研究热点演变


近10年绿色制氢技术TOP15专利申请人


近10年绿色制氢技术排名前15位的IPC分类


引用格式:郑征.近十年全球绿色制氢技术发展态势分析[J].科学观察,2021,16(1):96-108.


  责任编辑:宫在芹

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