近日，中國(guó)進(jìn)出口商品交易會(huì)在廣州舉行，新能源展區(qū)首次增設(shè)了氫能新題材。其中，一款通過(guò)水制氫驅(qū)動(dòng)自行車(chē)行駛40至60公里的氫能自行車(chē)引起了廣泛關(guān)注。作為氫能產(chǎn)業(yè)新興應(yīng)用領(lǐng)域的代表，氫能自行車(chē)近年來(lái)逐漸走進(jìn)人們的視野，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為綠色出行的新潮流。

　　業(yè)內(nèi)人士表示，氫能自行車(chē)的概念并非近幾年才出現(xiàn)，但其真正的商業(yè)化應(yīng)用卻是在近幾年才逐漸實(shí)現(xiàn)。隨著氫能技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，氫能自行車(chē)開(kāi)始從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，成為綠色出行的新選擇。筆者對(duì)相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行分析，以期為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有益的參考和借鑒。

　　競(jìng)相布局專(zhuān)利

　　氫能自行車(chē)上的關(guān)鍵部件是氫燃料電池和儲(chǔ)氫容器，需采用加氫方式為儲(chǔ)氫容器充氫。在全球范圍內(nèi)，氫能自行車(chē)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代，其包括設(shè)置在自行車(chē)上的氫燃料電池以及如氫氣瓶的儲(chǔ)氫容器。2000年至2010年間，我國(guó)申請(qǐng)人開(kāi)展了可使用在自行車(chē)或兩輪車(chē)上的氫燃料電池的相關(guān)研究和專(zhuān)利布局。2010年至2023年，在氫能自行車(chē)領(lǐng)域，我國(guó)的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量占全球總量的79%。在國(guó)外，雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社、本田技研工業(yè)株式會(huì)社等申請(qǐng)人針對(duì)氫燃料電池以及使用氫燃料電池的諸如摩托車(chē)的兩輪車(chē)展開(kāi)了研究。

　　從重點(diǎn)申請(qǐng)人的角度來(lái)看，國(guó)內(nèi)的永安行科技股份有限公司（下稱(chēng)永安行）、江蘇集萃安泰創(chuàng)明先進(jìn)能源材料研究院有限公司（下稱(chēng)安泰創(chuàng)明研究院）在氫能自行車(chē)相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用上處于領(lǐng)先地位，其氫能自行車(chē)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量占國(guó)內(nèi)相關(guān)專(zhuān)利總申請(qǐng)量的10%。永安行自成立以來(lái)始終致力于公共自行車(chē)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、制造、集成、安裝、調(diào)試、銷(xiāo)售以及信息技術(shù)服務(wù)。成立之初，永安行就明確了為城市提供完善的公共交通解決方案的目標(biāo)，并迅速成為行業(yè)的佼佼者。其最新研發(fā)的氫能自行車(chē)采用固態(tài)氫電池，通過(guò)太陽(yáng)能板自主制氫充氫換氫，可實(shí)現(xiàn)微型制充氫一體。安泰創(chuàng)明研究院在儲(chǔ)氫材料、氫燃料電池方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。目前，公司成功研制出了首批氫能助力自行車(chē)樣車(chē)，并將氫能助力自行車(chē)的續(xù)航里程提升至145公里。

　　在國(guó)外重點(diǎn)申請(qǐng)人方面，日本鈴木株式會(huì)社、德國(guó)林德公司、DLR研究機(jī)構(gòu)等均在氫能兩輪車(chē)方面進(jìn)行了長(zhǎng)期的技術(shù)研發(fā)和專(zhuān)利布局，涵蓋氫燃料電池、儲(chǔ)氫材料、儲(chǔ)氫容器多個(gè)方面。其中林德公司、DLR研究機(jī)構(gòu)也曾相繼推出過(guò)氫能源自行車(chē)相關(guān)產(chǎn)品，不過(guò)受成本以及使用場(chǎng)景等方面的限制，并未獲得大批量生產(chǎn)和推廣。在應(yīng)用方面，法國(guó)公司Pragma Industries研制的阿爾法自行車(chē)裝有2公升氫燃料罐，可續(xù)航約100公里。

　　針對(duì)氫能自行車(chē)上的重點(diǎn)部件儲(chǔ)氫容器，經(jīng)歷了從高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫到創(chuàng)新的低壓固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)的發(fā)展歷程。20世紀(jì)90年代開(kāi)始的早期氫能自行車(chē)或氫能兩輪車(chē)均采用高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)，這種儲(chǔ)氫方式的成本相對(duì)較低且技術(shù)成熟，但氣瓶體積大、重量重，且充氣過(guò)程存在安全隱患。隨著材料科學(xué)和化學(xué)工藝的發(fā)展，近幾年，低壓固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)逐漸得到發(fā)展并應(yīng)用于氫能自行車(chē)中。固態(tài)儲(chǔ)氫裝置能夠在較低的壓力下穩(wěn)定儲(chǔ)存氫氣，且使用時(shí)可以緩慢釋放，這種技術(shù)相比于氣態(tài)儲(chǔ)氫，大幅提升了使用過(guò)程中的安全性。同時(shí)，固態(tài)儲(chǔ)氫的體積和重量?jī)?yōu)勢(shì)也使得氫能自行車(chē)更加便捷、高效。

　　目前，最新的氫能自行車(chē)采用的固態(tài)儲(chǔ)氫材料主要是金屬有機(jī)骨架和合金材料，其結(jié)合低壓儲(chǔ)氫和換氫技術(shù)，為騎行者提供了更長(zhǎng)的續(xù)航里程和更安全便捷的使用體驗(yàn)。

　　發(fā)展前景廣闊

　　當(dāng)前，氫能自行車(chē)已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。2023年7月，永安行在北京投放了第一批500輛氫能共享單車(chē)，開(kāi)啟了氫能自行車(chē)的試點(diǎn)運(yùn)行。2024年4月，鵬飛集團(tuán)聯(lián)手氫航科技也在孝義市投放首批500輛氫能共享單車(chē)，為城市綠色出行做出了積極貢獻(xiàn)。盡管尚處于起步階段，但氫能自行車(chē)產(chǎn)業(yè)已被許多業(yè)內(nèi)人士看好。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)測(cè)，我國(guó)氫需求總量和結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)將逐年上升，預(yù)計(jì)到2060年，在交通行業(yè)中，氫氣需求將占總量的31%。

　　與此同時(shí)，地方政府也積極響應(yīng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型號(hào)召。2023年10月，我國(guó)首個(gè)氫能自行車(chē)地方標(biāo)準(zhǔn)《氫能助力自行車(chē)通用技術(shù)要求》發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)填補(bǔ)了我國(guó)乃至全球在氫能助力自行車(chē)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)空白。2024年5月，成都市產(chǎn)業(yè)建圈強(qiáng)鏈工作領(lǐng)導(dǎo)小組正式對(duì)外公布的《成都市產(chǎn)業(yè)建圈強(qiáng)鏈2024年工作要點(diǎn)》顯示，低空經(jīng)濟(jì)、氫能成為今年成都實(shí)施產(chǎn)業(yè)建圈強(qiáng)鏈行動(dòng)打造的兩條重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈。

　　盡管氫能自行車(chē)具有諸多優(yōu)勢(shì)和良好的市場(chǎng)前景，但其發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn)。首先，氫能自行車(chē)的制造成本較高，這限制了其在市場(chǎng)上的普及和應(yīng)用。其次，氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的滯后也是制約氫能自行車(chē)發(fā)展的一個(gè)重要因素。目前，氫能加注站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)尚不完善，這限制了氫能自行車(chē)的行駛范圍和便利性。此外，大眾對(duì)氫能自行車(chē)的認(rèn)知和接受度也需要進(jìn)一步提高。

　　在筆者看來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的支持，氫能自行車(chē)的發(fā)展也面臨著巨大的機(jī)遇。首先，隨著氫能技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，氫能自行車(chē)的制造成本將逐漸降低，其安全性將繼續(xù)提升，這將有助于其在市場(chǎng)上的普及和應(yīng)用。其次，各國(guó)政府對(duì)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的重視也將為氫能自行車(chē)的發(fā)展提供有力的政策支持。最后，隨著消費(fèi)者對(duì)環(huán)保和健康的關(guān)注度不斷提高，氫能自行車(chē)作為一種綠色出行方式將逐漸受到更多消費(fèi)者的青睞。

　　氫能自行車(chē)要實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化發(fā)展，需要?dú)淠芷髽I(yè)設(shè)計(jì)出一套可行的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，充分利用氫能自行車(chē)在續(xù)航、補(bǔ)能、綜合用能成本、安全性等方面的優(yōu)勢(shì)條件，縮短氫能兩輪車(chē)與消費(fèi)者之間的距離。除了進(jìn)一步優(yōu)化儲(chǔ)氫材料外，整車(chē)設(shè)計(jì)和能效管理也成為提高其續(xù)航里程的關(guān)鍵。集成先進(jìn)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和輕質(zhì)材料技術(shù)，使得氫能自行車(chē)的續(xù)航里程進(jìn)一步提升至150公里左右。此外，儲(chǔ)氫方式的演變同樣對(duì)安全性能的優(yōu)化起到重要作用。氫能自行車(chē)采用固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)后，固態(tài)儲(chǔ)氫材料的使用降低了氫氣泄漏和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，智能感應(yīng)技術(shù)的發(fā)展使得實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣存儲(chǔ)狀態(tài)成為可能，進(jìn)一步提高了應(yīng)急響應(yīng)的效率。

　　我們期待著氫能自行車(chē)在推動(dòng)城市綠色出行、促進(jìn)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮更大的作用。