Файл: Докладчики Цель исследования Оценка уровня развития техники в области генераторов на топливных элементах. Задачи исследования.pptx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 17
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Водородные генераторы на топливных элементах
Докладчики
Цель исследования
Оценка уровня развития техники в области генераторов на топливных элементах.
Задачи исследования
1.Описать отличительные черты объекта техники
2. Провести патентный поиск на основе отличительных признаков
3. Определить область применения технологии и ее предназначение
4.На основе полученных данных сформировать вывод о прогрессе в области применения технологии.
Актуальность
Использование водородного генератора позволит существенно сократить потребление ископаемых углеводородных топлив, что поможет в решении экологических проблем, загрязнения атмосферы вредными для человека веществами.
Первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде был создан французским изобретателем Франсуа де Ривзом в 1806 году.
Как работает водородный генератор? Известное устройство предназначено для электролиза воды, обеспечивающее питание водородным топливом двигателей внутреннего сгорания транспортных средств. Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства, которое позволило бы совершать параллельное преобразование механической энергии и тепловой энергии в электрическую и химическую энергии с целью получения электрической энергии для дальнейшего использования как источника энергии или как преобразователя энергии.
Принцип работы
Современное применение водородного генератора
Где применяют водородный генератор? Преимущественно в транспорте.
- В автомобилях с водородными и гибридными двигателями. Такие уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler;
- В поездах. Первый такой был выпущен в Германии компанией Alstom и ходит по маршруту Букстехуде — Куксхафен;
- В автобусах: например, в городских низкопольных автобусах марки MAN. - В самолетах. Первый беспилотник на водороде выпустила компания Boeing, внутри — водородный двигатель Ford;
- На водном транспорте. Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда;
- Во вспомогательном транспорте. Водород используют в электрокарах для гольфа, складских погрузчиках, сервисных автомобилях логистических компаний и аэропортов.
Патентная документация
| На русском | На английском |
| Водород | Hydrogen |
| Водородное топливо | Hydrogen fuel |
| Водородные топливные элементы | Hydrogen fuel cells |
| Водородный генератор | Hydrogen generator |
Ключевые слова для поиска
| Индекс МПК | Расшифровка МПК |
| H01M 8/06 | Топливные элементы; их изготовление. комбинации топливных элементов с устройствами для образования реагирующих веществ или для обработки остатков отработанных реагирующих веществ |
| H01M 8/04 | Топливные элементы; их изготовление. вспомогательные устройства и способы, например для регулирования давления, для циркуляции текучей среды |
| H01M 8/08 | Топливные элементы; их изготовление. топливные элементы с водным электролитом |
Классификационные МПК
В ходе проведения патентного поиска найдено 4371 документов, из них 2593 патентов, 1778 заявок и 13 статей. Приняты к рассмотрению для дальнейшего анализа 20 патентов и 5 статей. Данное количество рассматриваемых документов обуславливается тем, что в них присутствует необходимый объем информации об объекте техники «Генератор на водородном топливе», а также данное количество является допустимым для учебного патентного исследования.
Так как область техники объекта известна достаточно давно, но скорость развития мала, ограничимся периодом ее наиболее интенсивного развития. Для объекта техники «Энергетические технологии на водородном топливе» данный период, согласно анализу тенденций и количества существующих патентов по годам – 1998–2022 года.
Таблица цель-средство
| Цель | Средства | ||||
| Смешивание кислорода и водорода | Использование заготовленного сжатого водорода | Применение слабощелочного электролита для восполнения запаса водорода | Использование бака циркуляции и системы сообщающихся сосудов | Применения теплообменника и термонакопителя | |
| Самопроизводство электричества на основе водородных элементов | | RU 2 312 430 C2 RU 98 123 289 A | | RU 2 322 733 C2 | RU 2 417 487 C1 |
| Улучшенные показатели эффективности | RU 2 312 430 C2 RU 2 245 594 C1 RU 2 594 895 C1 RU 98 123 289 A | | RU 2 417 487 C1 | | KR20220091938 (A) |
| Уменьшение выбросов в атмосферу | | RU 2 280 924 C1 | KR20220091938 (A) | RU 2 594 895 C1 | RU 2 121 191 C1 |
| Повышенная долговечность эксплуатации | RU 2 280 924 C1 | CN216624355 (U) | RU 2 245 594 C1 | RU 2 417 487 C1 | RU 2 323 858 C2 |
| Дешевизна в эксплуатации | | RU 2 323 858 C2 | | JP2022022555 (A) | |
| Возможность накапливать и хранить потенциальную энергию | | RU 2 121 191 C1 | RU 2 280 924 C1 | CN216624355 (U) | RU 2 280 924 C1 |
В результате анализа патентной документации можно выделить ряд следующих целей эксплуатации водородного генератора:
- Самопроизводство электричества на основе водородных элементов;
- Улучшенные показатели эффективности;
- Уменьшение выбросов в атмосферу;
- Повышенная долговечность эксплуатации;
- Дешевизна в эксплуатации;
- Возможность накапливать и хранить потенциальную энергию
Для достижения заявленных целей существуют следующие технические решения:
- Смешивание кислорода и водорода;
- Использование заготовленного сжатого водорода;
- Применение слабощелочного электролита для восполнения запаса водорода;
- Применения теплообменника и термонакопителя;
- Использование бака циркуляции и системы сообщающихся сосудов;
Цели и средства.
Основываясь на первичном просмотре патентов по данной теме, был сделан вывод о наиболее активных странах, патентующих данный объект исследования. Этими странами стали: РФ, КНР, США, Япония. Из стран ЕС активнее всего новые водородные генераторы разрабатывает Германия — 11% от общемирового числа полученных патентов. На втором месте идет Франция (8%), на третьем — Нидерланды (3%).
IPF-международные комплексные патенты. Процент обладания патентами в области водородных генераторов представлен на графике.
Анализ патентов по странам
Заключение
В результате проведенного патентного исследования в отношении водородных генераторов были найдены патентные и научные источники информации, включающие в себя информацию о технических решениях, которые решают определенные проблемы.
Цель заявленной технологии соответствует выявленным тенденциям. Исследуемый технический объект является на ранней стадии своего развития. Наиболее прогрессивными странами в области водородных технологий оказались США, Россия, КНР и Япония.
Наибольшее развитие водородных генераторов приходится на период с 2005 года. С этого периоды наблюдается рост патентной базы и увеличение общего количества патентных документов преимущественно в выделенных ранее стран-лидеров.
Спасибо за внимание!