Neuer Patentanalysebericht über Elektrolyseure zur Wasserstofferzeugung

Ein neuer Patentanalysebericht, der auf einer gemeinsamen Studie des EPA und der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien (IRENA) basiert, zeigt die Anmeldetrends auf dem spannenden Gebiet der Elektrolyseure zur Erzeugung von Wasserstoff anhand von Wasser. Seit 2005 ist die Zahl der Patentanmeldungen für Technologien zur Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse von Wasser jährlich um durchschnittlich 18 % gestiegen. Der Bericht untersucht eine Reihe von wesentlichen Merkmalen und Eigenschaften, an denen Erfinder arbeiten, um Elektrolyseure billiger und effizienter zu machen.

Diese technischen Entwicklungen sind für den Kampf gegen den Klimawandel von immenser Bedeutung. Als kohlenstoffarme Energieerzeugungsmethode dürfte der durch Wasserelektrolyse gewonnene Wasserstoff das Herzstück beim Übergang zu einer nachhaltigeren Energiegewinnung bilden. Um dies zu erreichen, muss das Verfahren durch Innovationen möglichst erschwinglich und effizient gemacht werden. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für die wichtigen und vielversprechenden Trends der gemeinsamen Studie, die primär auf Daten aus Espacenet, PATSTAT und dem Europäischen Patentregister basiert.

Abbildung 1: 2005-2020 Trend der Patentfamilien zur Wasserstofferzeugung auf der Basis des Herstellungsverfahrens

Wie die vorstehende Abbildung zeigt, überstieg die Zahl der internationalen Patentfamilien für Technologien zur Wasserelektrolyse 2016 die Zahl der Patente, die auf Wasserstoffgewinnung aus fossilen Quellen gerichtet waren (z. B. feste oder flüssige Kohle und ölbasierte Wasserstoffquellen). Internationale Patentfamilien sind Patente, bei denen mehr als ein Land in der Liste der Veröffentlichungen, Rechtsnachfolger, Erfinder oder Länder der ersten Priorität erscheint.

Abbildung 2: 2005-2020 Trend der internationalen Patentfamilien auf der Basis von Elektrokatalysatormaterial

Ebenso übertrafen 2018 Erfindungen für Elektrokatalysatoren, die auf billigeren Materialien (wie Nichtedelmetallen, Legierungen oder Keramik) basieren, die Zahl der Erfindungen, die herkömmliche, aber kostspieligere Elektrokatalysatoren auf Edelmetallbasis nutzen, wodurch die Hinwendung zu preiswerteren, umweltfreundlicheren Alternativen bekräftigt wurde. Dieser Patentanalysebericht wird durch eine Excel-Arbeitsmappe mit allen Espacenet-basierten Suchstrategien sowie den im Bericht verwendeten aggregierten Daten ergänzt.

Wie nachstehend dargestellt, haben wir für die Analyse Suchstrategien entwickelt, die zu einer vordefinierten Struktur wesentlicher Eigenschaften von Elektrolyseuren passen würden.

Abbildung 3: Übersicht über die im Bericht analysierten Technologie- und Untertechnologiebereiche (klicken zum Vergrößern)

Die Identifizierung relevanter Erfindungen in unseren Patentdaten basiert auf Expertenrecherchen durch Prüfer und Prüferinnen des EPA. So wird z. B. der IPC/CPC-Code C25B11 in der Regel zur Klassifizierung von Elektroden verwendet. Um aber zwischen den verschiedenen Materialien bei Elektrokatalysatoren zu unterscheiden, mussten wir zusätzliche Klassifikationscodes einschließen bzw. ausschließen, d. h. um z. B. die "Edelmetalle" auszuschließen, mussten wir Patente ausklammern, die mit C25B11/081 (wobei das Element ein Edelmetall ist) sowie C25B11/097 (zwei oder mehr Edelmetalle enthaltend) und C25B11/093 (wenigstens ein Edelmetall) klassifiziert worden waren. Wie sich jedoch zeigte, war dieser klassifikationsbasierte Ansatz nicht ausreichend und eine stärkere Eingrenzung notwendig. Um eine Liste ausschließlich edelmetallfreier Erfindungen zu erhalten, schlossen wir daher im nächsten Schritt auch Patente aus, in deren Ansprüchen auf Platin, Gold, Silber, Ruthenium, Iridium, Rhodium, Palladium oder Rhenium Bezug genommen wurde.

Das Amt bekennt sich mit seiner Umweltpolitik zu den nachhaltigen Entwicklungszielen der Vereinten Nationen (SDG). Die Studie von EPA und IRENA stellt erneuerbare Energien in den Fokus und trägt damit zum Entwicklungsziel UN SDG 7 bei (Zugang zu bezahlbarer, verlässlicher, nachhaltiger und moderner Energie für alle sichern).

Weiterführende Lektüre

Patentanalyseberichte

Vollständige Studie - Innovationstrends bei Elektrolyseuren zur Wasserstofferzeugung (auf Englisch)

Excel-Arbeitsmappe mit Suchstrategien (XLS, 72 MB) (auf Englisch)

Interaktive Daten (Tableau workbook) (auf Englisch)