RDC Hydrogen

英文

Institute for Manufacturing, RDC exercise – Hydrogen fuel cells
The technology
Hydrogen fuel cells offer a significant potential as motive power sources, for a wide range of
vehicles.
Hydrogen fuel cells are cleaner and more efficient than traditional combustion-based
engines and power plants. Hydrogen and fuel cells can also be used in mobile applications
to power vehicles and mobile power packs.
The benefits of fuel cells are:
? Reduced greenhouse gas emissions
? High Reliability
? Flexibility in installation and operation
? Development of renewable energy resources
? Reduced demand for foreign oil
? Improved environmental quality
There are few disadvantages of hydrogen as a fuel, but these include the unlikely risk of fire
or explosion. Hydrogen is an inflammable gas but can explode under certain circumstances
of confinement or oxygen concentration.
This (low) risk of fire or explosion is perceived as slowing the acceptance of hydrogen as a
motive power source in fuel cells for vehicles.
However, R&D has led to technology for minimising this risk, adoption of which will make
hydrogen fuel cells even more attractive to consumers.
Further information available at:
? http://chfcc.org/resources/hydrogen-fuel-cell-benefits/
? https://www.irena.org/publications/2018/Sep/Hydrogen-from-renewable-power
? https://dictionary.cambridge.org/dictionary/english/inflammable
? https://www.chemistryworld.com/news/amazing-slow-motion-video-catcheshydrogen-flames-going-fractal/4011737.article
? https://www.youtube.com/watch?v=qOTgeeTB_kA
Your company
Your company owns IP rights covering hydrogen fuel cell technology, but lacks any fire- or
explosion-proof experience and access to associated patents. Your CEO wants to acquire
the relevant technology and combine it with your existing technologies to develop and launch
a new hydrogen fuel cell product for motive power applications. Your CEO then plans to sell
that product in the large automotive markets, particularly in North America and large Asian
markets in the next 5 years.
Your company lacks the time and resources to develop the fire- or explosion-proof
technology itself, so will have to acquire it.
Your CEO would prefer a technical solution that is free to use, i.e. no longer protected by
patents. In this case you need to find a technical solution which patents are likely to have
expired, possibly in the countries relevant to where your company might manufacturer and
sell its new product. The second best option would be licencing a technical solution from a
company that still owns and maintains active patents.

中文

制造業研究所，RDC練習 - 氫燃料電池
該技術
氫燃料電池作為動力源，為廣泛的車輛提供了巨大的潛力。
車輛。
氫燃料電池比傳統的燃燒式發動機和發電廠更清潔、更有效。
發動機和發電廠更清潔、更高效。氫氣和燃料電池也可用于移動應用中
為車輛和移動電源組提供動力。
燃料電池的好處是
■ 減少了溫室氣體排放
? 可靠性高
? 安裝和操作的靈活性
? 開發可再生的能源資源
? 減少了對外國石油的需求
? 改善環境質量
氫氣作為燃料的缺點不多，但包括不太可能發生火災或爆炸的風險。
或爆炸的風險。氫氣是一種易燃氣體，但在某些情況下會發生爆炸
的限制或氧氣濃度。
這種（低）火災或爆炸的風險被認為減緩了人們對氫氣作為燃料電池的接受程度。
汽車燃料電池的動力源。
然而，研發已經導致了將這種風險最小化的技術，采用這種技術將使
氫燃料電池對消費者更有吸引力。
更多信息可參見。

• http://chfcc.org/resources/hydrogen-fuel-cell-benefits/

  • 氫和燃料電池的好處

    氫和燃料電池技術為改善我們的能源需求提供了具有成本效益和環保的解決方案。

    儲能

    氫氣是一種儲能介質。以氣體或液體形式存儲為氫氣的能量在使用之前永遠不會消散，這使其成為應急發電機和其他關鍵任務能源應用的良好應用。將其與其他儲能類型（如電池和電容器）進行比較，它們會隨著時間的推移失去存儲在其中的能量，即使不使用也需要定期充電。

    能源效率

    目前，大多數內燃機的運行效率約為 25%，發電廠的效率約為 35%；然而，當用于熱電聯產系統時，固定式燃料電池的效率水平可以超過 80%。

    對環境造成的影響

    當使用氫氣為燃料電池供電時，唯一的副產品是水和熱量——不會產生污染物或溫室氣體。即使使用化石燃料為燃料電池供電，與傳統的化石燃料發電技術相比，排放量也顯著減少。在康涅狄格州，新英格蘭系統發電設施的年平均氮氧化物排放率為 0.25 磅/兆瓦時。相比之下，以天然氣為燃料的固定式燃料電池產生的 NOx 約為 0.01 lb/MWh。

    國內能源供應

    氫氣可以利用在美國發現的多種資源生產 氫氣可以通過廢物、生物質、風能、太陽能、潮汐能、波浪和地熱能產生。生產技術包括水電解、天然氣蒸汽重整、煤氣化、熱化學生產和生物氣化。擁有如此多的制氫來源，美國有能力以高效且具有成本效益的方式創造可持續能源，同時減少我們對外國石油和其他化石燃料的依賴。

    應用

    氫燃料電池比傳統的基于燃燒的發動機和發電廠更清潔、更高效。氫和燃料電池也可用于移動應用，為車輛和移動電源組提供動力。

    燃料電池的好處是：

    • 減少溫室氣體排放
    • 高可靠性
    • 安裝和操作的靈活性
    • 可再生能源開發
    • 對外國石油的需求減少
    • 改善環境質量

• https://www.irena.org/publications/2018/Sep/Hydrogen-from-renewable-power

  • 隨著世界努力減少碳排放，來自可再生能源的電力已成為一種重要的能源。然而，運輸和工業仍將需要可燃燃料用于多種用途。這種需求可以用氫來滿足，氫本身可以使用可再生能源生產。

    氫氣提供高品質的熱量，有助于滿足通過直接電氣化難以解決的一系列能源需求。這可能使氫成為全球能源系統轉型中缺失的一環。

    可再生氫吸收的關鍵部門包括：

    • 工業，它可以在高排放應用中替代化石原料，包括天然氣。
    • 建筑物和電力，它可以與天然氣混合或與工業二氧化碳 (CO 2 ) 排放相結合以生產合成氣。
    • 交通，它可以通過燃料電池電動汽車提供低碳出行。

    電解槽——分解氫和氧——可以使電力系統更加靈活，有助于整合高份額的可變可再生能源。電解的功耗可以根據實際的太陽能和風能輸出進行調整，同時生產運輸、工業或注入燃氣網所需的氫氣。

    從長遠來看，氫可能成為 100% 可再生能源系統的關鍵元素。隨著技術的成熟，實際的擴大規模應該會大大降低成本。然而，正確的政策和監管框架對于刺激私人投資氫氣生產仍然至關重要。

• https://dictionary.cambridge.org/dictionary/english/inflammable

  • 易燃物質或材料 很容易燃燒：

    一種高度易燃的液體，例如汽油

• https://www.chemistryworld.com/news/amazing-slow-motion-video-catcheshydrogen-flames-going-fractal/4011737.article

  • 被困在密閉環境中的低濃度氫氣會出人意料地穩定燃燒，有時會形成復雜的分形圖案。西班牙和德國的研究人員記錄了該過程的精美圖像和視頻，這些圖像和視頻為越來越多地使用氫作為能源提供了重要的安全課程。

    [西班牙馬德里卡洛斯三世大學 (UC3M) 的Mario Sánchez

    -Sanz警告說，氫氣會泄漏到狹窄的縫隙中，例如氫燃料電池和周圍保護殼之間。在這樣的環境中，他和他的同事表明，氫氣可以燃燒為通常難以檢測的難以看到的低溫火焰。他說：“燃料儲存庫附近有這些火焰的可能性顯然會增加發生事故的風險。”

    此前，研究人員認為氫氣不能在表面積與體積之比大的狹窄空間內長時間燃燒。“人們通常認為墻壁上的熱量損失會熄滅反應，”UC3M 團隊成員費爾南多·維加-洛佩斯說。然而，與馬德里理工大學 (UPM) 的科學家進行的計算和之前的實驗表明情況并非如此。

    Veiga-López于 2018 年底和 2019 年初訪問了德國卡爾斯魯厄理工學院Mike Kuznetsov的實驗室，以進行更詳細的調查。由于氫火焰通常太暗而無法記錄，因此該團隊使用了精確的紋影成像技術，以高速捕捉事件。氫濃度也被仔細控制以重現計算條件。“這是一項復雜的技術搜索，我們不知道會出現什么，”庫茲涅佐夫指出。

    資料來源：?美國物理學會

    從左側 3 毫米間隙中的連續火焰前沿開始，燃燒的氫氣轉變為中間 2 毫米間隙中的分形圖案，然后在右側以略低的濃度穩定狹窄的細胞

    實驗捕捉到氫氣在空氣中以三種不同方式在兩層透明薄片之間燃燒時燃燒。當薄片之間的間隙為 3 毫米寬時，火焰以連續的實心前沿蔓延。研究人員寫道，在 2 毫米處，連續鋒“分裂成一組由冷的、未燃燒的氣體隔開的小火焰單元”。在空氣中氫氣濃度為 10.5% 時，這會產生類似分形的火焰傳播，“類似于饑餓的真菌或細菌的途徑”。將氫氣濃度降低到 10.25% 可使電池穩定地直線運動。最終減小間隙寬度或氫氣濃度確實阻止了氣體燃燒。

    南安普頓大學的愛德華·理查森說這項研究“非常清楚”。他說，“它提供了一個關于稀氫混合物燃燒的精美展示”。他補充說，“這些非常弱的氫混合物產生的火焰結構的多樣性”是值得注意的。

    參考

    F Veiga-López等人，物理學。牧師萊特。, 2020, DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.174501

• https://www.youtube.com/watch?v=qOTgeeTB_kA

  • Hydrogen Explosions (slow motion) - Periodic Table of Videos
  • 你的公司
  • 貴公司擁有涵蓋氫燃料電池技術的知識產權
    • 但缺乏任何防火或防爆經驗
    • 也無法獲得防爆經驗和獲得相關專利的機會。
  • 你的首席執行官希望獲得相關的技術
    • 并將其與你的現有技術相結合
    • 以開發和推出用于動力應用的新氫燃料電池產品。
    • 一個新的氫燃料電池產品用于動力應用。
    • 然后，你的首席執行官計劃在大型汽車市場銷售
      • ?
    • 該產品在大型汽車市場上銷售，特別是在北美和亞洲大型市場。
      • ?
      • 問題：確定什么是大型汽車市場？
      • 確定專利搜索引擎，北美和中國（假設中國為亞洲大型市場）
      • 在未來5年內，在大型汽車市場上銷售該產品。
      • 你的公司缺乏時間和資源來開發防火或防爆的技術。
      • 技術，所以必須購買。
      • 你的首席執行官更喜歡免費使用的技術解決方案，即不再受專利保護專利保護。
      • 在這種情況下，你需要找到一個專利可能已經過期的技術解決方案。
        • 在專利數據庫中篩選過期數據庫
      • 可能在與你的公司可能制造和銷售其新產品的國家有關的國家里過期。
        • ?
      • 銷售其新產品的國家。
      • 第二個最佳選擇是向一個仍然擁有并保持有效專利的公司申請技術解決方案的許可。的公司的技術解決方案，該公司仍然擁有并保持有效的專利。

題目總結

• pre-market launch patent analysis

  • 在管轄權內的
    • 過期
      • 過期專利
    • 沒過期
      • 交叉許可合同，相互授權（有防火專利的entity）
  • 不在管轄權內的
    • 在專利管轄權外的國家的專利
  • 呈現方式 （technology development)
    • 橫軸時間
    • 縱軸好專利和數目

• existing technical solutions and who owns them

  • technical solutions
    • 氫燃料防火技術解決方案
      • solution 1: containers
      • solution 2: materials
      • 3
  • who owns them
    • 氫燃料防火技術解決方案
    • 1
    • 2
    • 3

• Patent-data based evaluation of technical solutions you identified and clear reasoning for preferred solution

  • Patent-data based evaluation of technical solutions you identified
    • solution 1: containers
      • patent 1
      • patent 2
      • patent 3
    • solution 2: materials
      • patent 1
      • patent 2
      • patent 3
  • clear reasoning for preferred solution
    • 爭取選擇1到2個
    • 漏斗
    • funnel

• 4: dequn explanation of

  • how develop search strategy

    • database

    • string

      • Hydrogen fuel cells (972)
        • Hydrogen (9)
        • Hydrogen oxygen
        • H
        • HO
        • H-O
        • hydrogen gas
        • proton exchange membrane
        • H2
        • H oxygen
        • Fuel (3)
          • energy
          • powered
        • Cell (3)
          • battery
          • electronic cell
        • Vehicle (12)
          • Automobile
          • Boat
          • Car
          • Van
          • Truck
          • Plane
          • System
          • based system
          • system based
          • storage tanks
          • generator
        • string

      (Hydrogen
      OR (Hydrogen oxygen)
      OR H
      OR HO
      OR H-O
      OR (hydrogen gas)
      OR (proton exchange membrane)
      OR H2
      OR (H oxygen)) AND (Fuel
      OR energy
      OR powered ) AND (Cell
      OR battery OR (electronic cell)) AND (Vehicle
      OR Automobile
      OR Boat
      OR Car
      OR Van
      OR Truck
      OR Plane
      OR System
      OR (based system)
      OR (system based)
      OR (storage tanks)
      OR generator))

fire or explosion
inflammable (5)
confinement
oxygen concentration
burnable
combustion
fire (10)
flame
explosion
gas
blaze
heat
smoke
Sparks
burst
blast
prevention (8)
proof*
protection
retardant
extinguishing
Retarding
Resistance
stop
-
- filter
-

• how analysis data
  • lens
  • espatent
  • ?
  • time?
  • Domain?
• Short reflection of your experiences and challenges you have found, limitations of the patent search
  • reflections
  • challenges
  • Limitations
    • not considering
      • electrolyser
      • electrolyzer

情況總結

• 我們有
  • 氫燃料電池技術的知識產權
  • 知道怎么造氫燃料電池
  • 但是造出來的電池不夠安全，容易爆炸
• 我們沒有
  • 防火或防爆經驗
  • 也無法獲得防爆經驗和獲得相關專利的機會。
• 希望找到
  • 在美國和中國的專利數據庫中
  • 過期的
  • 在氫材料的防火和防爆技術的專利

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的RDC Hydrogen的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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