图1显示了纳米催化剂技术全球原创专利申请量随年代的变化趋势。其中,年份以专利申请的优先权日为准,没有优先权日的以申请日为准,多件同族申请计为一项。从该图中可以看出,1971年首次出现了2项申请,其后直到1996年在长达16年的时间内全球专利申请量都不超过10件,这段时间属于纳米材料的起步和探索阶段,大多研究都是在实验室中进行的,实际应用程度非常低。1997年纳米催化剂专利申请量开始快速增长,从1997年的24项到2001年首次突破100项达到111项,短短4年内增长了近4倍。进入21世纪以来,纳米催化剂全球申请量的年均增幅保持在50项以上,特别是2010年申请量达到709项,比上一年度增加了135项,比上年增长了23.5%。纳米催化剂专利申请的这种飞速增长态势与进入新世纪之后世界各国政府尤其是发达国家从国家层面对作为21世纪新材料的纳米材料发展的战略部署密切相关。随着对纳米催化机制的进一步认识以及纳米催化剂产业市场的不断扩大,可以预计全球纳米催化剂专利申请量在今后至少10年内仍将保持高速增长态势。

从图2可以看出,申请量排名前10位的依次为中国、美国、日本、韩国、德国、欧专局、中国台湾、法国、俄罗斯和英国。其中中国以2 460项原创申请遥遥领先于其他国家和地区,基本上相当于其余9个国家、地区和区域性组织的原创申请量之和。这是因为中国是全球最先开展纳米技术研究的国家之一,而且中国政府一直非常重视纳米技术的研究,长期在政策、资金等多方面对纳米技术的产业化给予大力的扶持。此外,美国以918项排名第2,与排名第3和第4位的日本和韩国的原创专利产出总量相当。这反映出美国在纳米催化剂领域具有较大的技术优势。尽管美国原创专利申请量与中国相比数量较少,然而由于美国的整体科学技术发展水平较高,加上较高的技术市场化程度和先进的商业机制,美国在全球纳米催化剂产业中仍处于领先地位。中国尽管在纳米催化剂领域原创专利申请数量较多,然而在产业化、市场化的程度上都还较低,中国的纳米催化剂产业仍处于起步阶段,因此将专利申请数量优势转化为产业优势仍待时日。

此外,日本、韩国、德国分别以577、364和213项排在第3~5位,在纳米催化剂领域也处于技术领先集团。欧专局、中国台湾、法国、俄罗斯和英国的原创申请量相对较少,处于第三集团。

从表1可以看出,各国家、地区和区域性组织近20年的申请量变化趋势不尽相同。美国在2004年之前一直是全球技术产出量最高的地区,2003年至今专利产出持续稳定在60~70项上下,从2010年开始有了较快的增长,这可能与近年来光催化技术的迅猛发展有关。中国的情况却有所不同, 2001年才开始有超过10件的原创专利申请量,之后开始明显增长,2005年已超过110件,取代美国跃居世界第一位,之后仍高速增长,在全球各国家、地区和区域性组织中稳居榜首。据不完全统计,2011年中国年专利产出量已超过400件,在全球处于绝对领先地位。

图3描述了全球纳米催化剂领域专利申请量排名前10的国家和地区的原创申请量、总申请量以及原创申请量的比重。从中可以看出,美国、日本、韩国、德国、中国台湾、俄罗斯的原创申请量比重较为接近,都在50％~60％之间,表明这些国家和地区分别具有与其原创申请量排名相匹配的较为均衡的创新积极性和目标市场吸引性。中国的原创申请量和总申请量均高居全球首位,其中原创申请比重达到了83.4％,这一方面表明中国在纳米催化剂领域具有非常高的创新积极性,然而从另一方面也说明了中国作为目标市场的吸引力并没有美国、日本等发达国家那么高,在一定程度上反映了相关领域的国外申请人对中国市场的关注度不高,在中国市场的专利布局还未完全展开,中国申请人应当借此时机迅速在国内市场展开专利布局和规划。

另外,可以看出,法国和英国的原创申请量比重也较高,分别达到了96.4％和73.9％,而欧专局的原创申请量比重非常低,仅为12.2％,这主要是因为很多申请人以法国、英国的优先权直接向欧专局提交专利申请,通过欧专局授权后,仅在法国或英国进行注册,但并未在法国或英国以FR、GB文献公开,因此造成统计数据上的原创申请量接近或超出总申请量的情况。但法国和英国作为欧洲的主要国家,向欧专局提交的专利申请往往会指定本国,因此如果考虑此因素,初步估计法国和英国具有与日本、美国、德国等发达国家大致相当的原创申请量比重,预期也将在50％到60％之间。

表2反映了在纳米催化剂领域,中、美、日、欧、韩五方之间的专利申请状况以及相互的专利布局情况。从表中可以看出,尽管中国原创申请量最大,但在其他国家的专利布局量却是最少的,与其他四方而言存在非常大的差距,布局最大的美国也仅有22项,这表明目前我国该领域的研发机构的海外专利布局意识非常薄弱。相比而言,美国的原创申请量仅次于中国,其最大的布局目标是欧洲,达到了312项,约占其原创申请量的33％,其次是中国和日本,美国申请人在中国和日本的专利布局量大致相当,分别约占其原创申请量的28％,而美国申请人在韩国的专利布局量略少,约占其原创申请量的16％。欧洲申请人的主要专利布局目标首先是通过欧专局在欧洲本土进行专利布局,通过欧专局的布局量为326件,以下依次是美国和日本,分别为281和190件,其在中国和韩国的专利布局量相对较少,分别为142件和78件。日本申请人的专利布局主要针对美国,达到132件,约占其原创申请量的24％,而在欧洲、中国和韩国的专利布局量相对较少,分别为64、51和27件。韩国申请人专利布局的主要目标也是美国,达到128件,约占其原创申请量的36％,其次在日本、中国和欧洲的专利布局量差别不大,分别为65、51和45件。

总体而言,美国对外专利申请最多,与其他四方的专利流通都处于顺差地位;其次是欧洲,其与除美国之外的其他三方的专利流通也都处于顺差地位,随后是日本和韩国,尽管二者与美国和欧洲的专利流通都处于逆差地位,然而都非常注重对美国的专利布局,对欧洲和中国也有一定的专利布局。中国与其他四方的专利流通均处于全面的逆差地位,对外专利申请量非常少。上述结果表明,在本领域,美国和欧洲处于技术输出者的地位,日本和韩国分别处于技术输入者的地位,但也有较大量的技术输出,而中国处于完全技术输入者的地位,几乎没有技术输出(见图4)。

从表3可以看出,纳米催化剂领域10种主要技术主题中涉及纳米光催化剂和纳米电催化剂的申请量位居前两位,分别达到1 492项和1 063项,两项之和接近全球原创专利总申请量的一半,这表明纳米光催化剂和纳米电催化剂是纳米催化剂领域在全世界范围内研究和应用最为广泛的两大技术分支。纳米光催化剂目前主要用于环境净化、先进新能源、自清洁材料、高效抗菌等多个前沿技术领域;纳米电催化剂主要用于各种燃料电池、废水处理等技术领域。可以看出,纳米光催化剂和纳米电催化剂主要涉及目前全世界最受关注的两大主题：能源和环保。

加氢脱氢反应、氧化还原反应、裂化重整反应、烯烃聚合反应、合成氨和氨分解反应等都是石油化工、精细化工等传统化工行业中常见的催化反应类型,涉及用于这些反应的纳米催化剂的专利申请量分别排在第3、4、6、8和9位。石油炼制、石油化工和精细化工行业是传统催化剂最主要的应用领域,由上可知,纳米技术对于传统催化剂应用领域的研发人员和生产商具有较大的吸引力。

汽车尾气和工业废气是两大主要的大气污染源。因此汽车尾气净化纳米催化剂和工业废气脱硫脱硝纳米催化剂的研究和开发也受到工业、环保、汽车制造等行业的广泛关注,两者的专利申请量分别排在第5位和第7位。

固体酸碱催化剂是近年发展起来的一类催化剂,可在酯化、烷基化、异构化、开环加成、酯交换等重要化学反应中替代传统液体酸碱催化剂(例如液体硫酸催化剂和液体氢氧化钠催化剂),从源头解决液体酸碱催化剂所带来的环境污染问题。国内外对这类新兴催化剂的纳米化也具有一定的关注度。

从表4可以看出,纳米催化剂领域全球原创专利申请量排名首位的申请人是中国石油化工股份公司,另外还有7家中国大学和科研院所也位居前10,分别是南京大学、浙江大学、中国科学院大连化学物理所、北京化工大学、复旦大学、清华大学和华东理工大学。此外,前10名单中还有1家日本公司和1家韩国公司,分别是丰田自动车株式会社和三星株式会社。该领域中未有欧洲和美国的大型公司和研发机构进入前10。这充分显示了亚洲尤其是中国申请人对纳米催化剂技术具有非常强烈的研发热情。

图5是全球原创专利申请量排名前10位的申请人2000年以来的申请量趋势图。从图中可以看出,中国石化在2001–2008年期间申请量并不突出,2008年甚至大幅下降,然而从2009年开始突飞猛进,远远超出了其他主要申请人。这可能部分源于中国石化在2008年遭遇净利润的较大下降,达50%左右,因此其对科研的投入降低程度不如往年,而从2009年上半年开始,随着中国实施成品油价格和税费改革,炼油事业部逐渐扭转亏损局面,从而大幅反哺研发成本。另外,与中国政府各相关部门对纳米材料的研发支持也是分不开的。从7所中国高校和科研机构的情况来看,2001年的专利申请量都非常低,然而在2001–2010年这10年间申请量基本上都保持了较为平稳的增长势头。对于上述主要申请人中的两家日韩公司,丰田自动车株式会社从2001开始申请量一直较为平稳,保持一定的增长速度,但没有明显的增大投入的趋向;三星株式会社的年申请量在2006和2007年分别达到了14和12项,在全球所有申请人中一度排名首位,然而从2008年开始明显下降,说明其在2008年之后对纳米催化剂的关注度明显减弱,目标创新点有所转移。

从表5可以看出,全球申请量排名前10位的申请人中,近3年(2009–2011)的申请活跃度指数最高的是北京化工大学(2.58),其次是中国石化公司(2.44),说明二者近3年对纳米催化剂的研发投入力度明显加大。南京大学、浙江大学、华东理工大学、中国科学院大连化学物理所的活跃度指数也都在1.7~2.2之间,表明这些机构近年来在纳米催化剂方面的研发投入在不断加大。另外两所中国大学清华大学和复旦大学的活跃度指数分别为1.05和1.07,表明这两所大学2009–2011年期间在纳米催化剂方面的研发投入没有明显增加,仅保持原有研发投入规模和专利产出量。在国外申请人中,丰田自动车株式会社2009–2011年期间的申请活跃度指数达到1.29,鉴于其较高的年均申请量,表明该公司一直关注纳米催化剂市场,在研发投入和专利产出量方面都有较好的延续性。三星株式会社近3年的申请活跃度指数仅为0.86,表明其近年来对纳米催化剂的关注度和研发投入的力度均明显下降。

总结全球原创申请量前10位申请人在中国、美国、日本、欧洲和韩国的专利布局情况,可以看出,所有中国申请人的布局方向都仅局限于本国市场,作为全球原创申请量排名第1的中国石油化工公司,仅分别有5项专利申请在美国和欧洲进行布局。中国科学院大连化学物理研究所在美国、日本和韩国分别有5、2和2项申请。而前10中的几所中国高校的表现如下：南京大学和北京化工大学仅在美国分别有1项和2项申请,清华大学在美国、日本和欧洲分别有1项申请,而全球原创申请量排名第3、第7和第9位的浙江大学、复旦大学和华东理工大学在美、日、欧、韩四方均没有一件专利申请。这表明我国申请人尽管在该领域具有强烈的研发热情,也具有相当可观的专利产出量,但还没有意识到要在海外进行专利布局,这值得我国相关部门高度重视并在政策方面加以引导。排名前10中的日本丰田自动车株式会社在美国、欧洲和中国分别有23、11和8项专利申请,表明该公司具有较高的全球专利布局意识。来自韩国的三星株式会社在美国、日本、中国、欧洲分别有48、28、24和12项专利申请,其在美国的专利申请量甚至超过了在本国的申请量,这可能是由于其在全球具有很多研发机构,有些研发成果的预期市场在韩国以外的其他国家,因此并未向本国申请而是向目标市场国家直接申请,这表明三星株式会社具有非常强的全球专利布局意识,同时对专利申请目标国家的选择有非常强的针对性。

从图6可以看出,CPRS系统中纳米催化剂专利申请量总体上呈上升趋势,在2000年之前发展较为缓慢,每年申请量都在10件以下,2000年以后开始有较大幅度的增长,进入了蓬勃发展阶段,2005年申请量突破100件,2007年突破200件,2010年突破400件,2011年突破500件,这与全球纳米催化剂技术的发展趋势大体上是一致的。目前统计到的2012年申请并公开的专利申请已达到554件,考虑到2012年的有些申请仍未公开或尽管已公开但目前尚未进入CPRS检索系统,因此2012年的实际申请量预测将有望超过600件。鉴于这种突飞猛进的增长趋势,可以乐观地预期今后5~10年纳米催化剂专利申请量仍会保持较大的年度增幅。

在中国受理的专利申请中,大部分来自国内申请人,国外来华申请总量较低,共计195件,仅占中国专利申请总量的5.6%。从国内申请和外国来华申请两者的对比来看,在2000年之前国内和外国来华的申请量都不大,在有些年份例如1999年甚至外国来华申请量超过了国内申请量。然而,从2000年开始,国内申请量快速增长,外国来华申请量在2000–2007期间也保持了一定的增长势态,并在2007年达到最高峰26件,但增长幅度与国内申请相比较为平稳。2008年以来,国内申请量仍保持快速增长的趋势,而国外来华申请量基本稳定。

根据以上总体发展趋势可以预见,中国在纳米催化剂技术方面仍将保持较高的研发热情和投入力度,在中国政府的政策引导和资金支持下,该领域国内专利申请量至少在今后5~10年内仍将保持快速增长态势,而外国来华申请量在未来5~10年整体上也将保持稳定发展的趋势。

图7是CPRS系统中纳米催化剂领域专利授权量的逐年趋势图。从中可以看出,纳米催化剂领域的专利授权量整体呈上升趋势,1996年开始出现第一件纳米催化剂授权专利,但直到2002年年授权专利量都不超过10件,2003年授权专利量突增至32件,之后一直稳步增长,2008年突破100件达到119件,2011年达到202件,2012年再次出现突增,达到342件。这一发展趋势一方面与纳米催化剂专利申请量的快速增长有关,另一方面也与我国专利审查能力的快速提高有很大关系。

图8和图9总结了中国知识产权局受理的纳米催化剂技术专利的国内申请和外国来华申请的结案情况。对于国内申请,在1 920件已结案的专利申请中,国内申请授权量为1 440件,授权率为75％,视撤量为363件,视撤率约为19％,驳回量为117件,驳回率约为6％。对于外国来华申请,在103件已结案的专利申请中,授权量请的技术含量乃至国内在该领域的技术研发实力与外国来华专利申请不相上下。对于外国来华申请较高的视撤率,经逐件核实这30件国外视撤案件的审查过程,发现其中仅有40%的申请(约12件)是在审查员对全部权利要求的新颖性和/或创造性提出了否定性意见之后申请人未按期答复导致视撤,这是常见的申请视撤情形,除此之外,有13件申请是在审查员认可了部分权利要求具有新颖性和创造性(4件)或全部权利要求具有新颖性和创造性(9件)的情况下申请人由于其他原因未予答复导致视撤,另外还有2件申请是由于未按时缴纳审查费而视撤,其余3件申请视撤原因不明。由以上这些案件的审查过程可见,在视撤的30件外国来华申请中,至少有一半是存在授权前景的,而申请人基于一些原因选择了主动放弃。因为纳米催化剂技术属于新兴技术领域,发展速度较快,因此一些申请在尚未授权时就已经失去了市场意义,因此国外的申请人出于一些因素的考虑可能会将一些丧失商业价值的申请主动放弃。观察国内申请视撤情况时发现,绝大多数视撤的国内申请都是由于申请文件中存在无法有效修改的实质性缺陷(例如缺乏新颖性、缺乏创造性、公开不充分等),很少出现国内申请人将尚有授权前景的申请主动放弃的情形。

从图10可以看出,北京和上海分别以610件和486件的申请量排名第1、第2位,分别占国内申请总量的19%和15%;其次,江苏、浙江、辽宁、广东、天津、山东、福建和湖北也是全国范围内申请量较大的地区,分别以349、223、186、153、151、140、127和122件排名第3~10位,其他地区的申请量均在100件以内。其中,前10地区的专利申请总量为2 547件,占国内申请总量的78%左右,专利集中度较高。申请量排名靠前的省市普遍是经济比较发达、研发团体多、优势企业多的地区。

从图11可以看出,排名前10位的国内省市在2000年之前专利申请量都很少,均在5件以内,有些地区甚至没有相关专利申请,从2001年开始专利申请量逐年增加,近年来增长迅猛,研发活跃,这与国内专利申请趋势大致保持一致。

相比其他省市,北京和上海两个直辖市由于有众多实力雄厚的大专院校和科研院所,技术人才密集,整体研发实力较强,有着持续的专利产出,就发展趋势来看,未来仍将是我国纳米催化剂技术的主要研发地区。江苏尽管总申请量不及北京和上海,但近年来发展速度超过了其他省市,从以上不完整的统计数据来看,2012年的申请量达到99件,超过了北京和上海跃居全国第一,这与该省对纳米材料产业的政策导向和投资力度有着密切的关系。另外,浙江、辽宁、广东、天津、山东、福建、湖北的整体发展趋势和水平比较接近,也是全国范围内纳米催化剂技术较为领先的地区。

从表6中可以看出,在国内申请中,大学和研究机构申请人占79.9%,而公司申请人仅占15.7%,说明接近80%的中国国内纳米催化剂申请来自大专院校和研究机构,以公司作为申请人主体的占比不足六分之一。而外国来华申请人的情况恰好相反,有86.2%的国外来华申请以公司作为申请人主体,其他两类申请人的申请量不足14%。这说明尽管国外来华申请量明显低于国内申请量,但国外的纳米催化剂产业化程度明显高于国内。我国尽管有相当高的技术产出,然而在技术转化方面力度还不够,因此今后应当在科研平台和产业基地之间建立更广泛的合作关系,加快技术转化,推动纳米催化剂的产业化进程。

从表7可以看出,纳米催化剂领域中国专利申请主要申请人中排名首位的是中国石油化工股份有限公司,申请量为152件,表明该公司在纳米催化剂领域具有非常强的技术实力。排名2~10位的都是大学和科研院所,其中以北京化工大学、浙江大学、南京大学等大专院校为代表的申请量比较多,技术实力也较强。总体来看,排名前10的11位申请人的申请量之和仅占中国总申请量的24.71％,说明在纳米催化剂领域申请分布较为分散,很多申请人都具有较高的研发热情。

从表8可以看出,申请量排名前10的外国来华申请人在中国的专利申请量都不大,申请量最多的美国3M公司和拜尔公司分别仅有9件申请,由此可见专利布局相对分散。尽管如此,这些专利申请人都是技术实力很强的大型跨国公司,他们构建的专利壁垒可能涉及较多的核心技术,相比国内申请具有较高的专利质量,因此对我国纳米催化剂产业化仍具有一定的技术影响。

从表9可以看出,申请量排名前10位的申请人近3年的申请活跃度都较高,除复旦大学和上海交通大学的申请活跃度在1.0左右之外,其余申请人的申请活跃度指数都超过1.5,中国石油化工股份有限公司及其下属的上海石油化工研究院的活跃度指数甚至达到或超过了2.4,表明其对纳米催化剂技术的研发热情很高,近年来加大了专利产出,为拓展市场进行专利布局准备。可以看出,我国排名前10的申请人在研究上已经呈现出一定的延续性,已有一定的研究基础并渐成系统,在此基础上更容易研发出具竞争力的专利技术。

(1)发展趋势：全球快速增长,中国近几年发展迅速。

从全球范围看,至今为止纳米催化剂领域的专利申请量共计5 202项。从1971年全球出现第一项纳米催化剂专利申请起,直到1990年代后期经过漫长的起步摸索阶段才开始慢慢成熟,尤其是进入21世纪以来,受到世界各国对纳米材料发展的战略部署的影响,纳米催化剂全球申请量以年均超过50项的幅度保持着高速增长。

从中国范围看,涉及纳米催化剂的专利申请量达到3 455件, 1994年出现第一件纳米催化剂专利申请, 2000年之前发展较为缓慢, 2000年后开始较大幅度增长,进入蓬勃发展阶段,2005年申请量开始激增并超越美国,之后一直占据全球统治地位,这与我国在国家科技发展战略规划中对于新材料尤其是纳米材料的高度重视密不可分。从授权量来看,中国纳米催化剂的专利授权量整体也呈上升趋势,尤其是近3年的专利授权量每年增幅都超过75%,一方面是因为与该领域的专利产出量快速增长,另一方面也与我国专利审查能力近年来的快速提高有很大关系。在中国专利申请中,国内申请人的申请力度远大于国外来华申请人。从结案情况来看,国内申请的授权率略高于国外来华申请,但总体上大致相当。

(2)研发热点区域和区域布局：全球创新和布局区域相对集中,外国申请人在中国的专利布局尚未充分展开,国内经济发达地区是研发主要区域。

全球纳米催化剂领域原创专利申请量排名前10的国家和地区中,中国牢牢占据领先地位,与其余9个国家/地区之和相当;美国排名第2,大致相当于排名第3和第4位的日本和韩国的总和;日本、韩国和德国也处于技术领先集团之中;欧专局、中国台湾、法国、俄罗斯和英国的原创申请量则相对较少。从各国原创专利产出量的发展趋势来看,美国、欧洲(尤其是德国)和日本整体发展较为平稳,专利产出持续稳定,而中国和韩国近年来增长较快。

从全球专利布局情况来看,美国和欧洲的海外专利布局量较多,处于技术输出者的地位;日本和韩国处于技术输入者的地位,但也有较大量的技术输出;而中国申请人的海外专利布局意识非常薄弱,完全处于技术输入者的地位,几乎没有技术输出。美国可能是纳米催化剂技术的主要消费市场,因此成为了全球其他地区最重要的海外专利布局目标市场。欧洲和日本也受到相当大的海外专利布局关注。尽管外国申请人开始关注我国的专利布局,但相比其他目标国家,其在我国的专利布局尚未充分展开。我国具有非常广阔的纳米催化剂潜在消费市场,因此我国申请人应当抓住机会在国内积极展开业务,占领市场。另外,我国申请人在进行海外专利布局时应当将美国、欧洲和日本作为优先考虑的重要目标地区。

就中国纳米催化剂专利申请来看,北京和上海分别以610件和486件排名第1、第2位,江苏、浙江、辽宁、广东、天津、山东、福建和湖北分列第3~10位,排名前10位的省市专利申请总量为2 547件,占国内申请总量的78%左右,可见专利集中度较高。申请量排名靠前的省市普遍是经济比较发达、研发团体多、优势企业多的地区。江苏近年来的申请量涨势迅猛,据不完全统计其在2012年的申请量已经超过北京和上海跃居全国第1,因此北京、上海和江苏未来仍将是我国纳米催化剂技术的主要研发地区。浙江、辽宁、广东、天津、山东、福建、湖北也是全国范围内纳米催化剂技术较为领先的地区。

(3)技术动向：纳米光催化剂和纳米电催化剂是全球技术研发关注点,纳米光催化剂也是中国的研发热点。

全球主要研发方向涉及纳米光催化剂和纳米电催化剂,两项之和接近全球原创专利总申请量的一半,是世界范围内研究和应用最为广泛的两大技术分支。石油炼制、石油化工和精细化工等传统化工行业也是广受国内外关注的纳米催化剂的重要应用领域。

我国的研发热点主要集中在纳米光催化剂,其申请量占中国专利申请总量的38.5%,由于纳米光催化剂主要用于涉及环境和能源的前沿领域,因此在国内外的关注度非常高。国外申请人对纳米电催化剂技术的重视程度和技术水平比国内申请人更高,而我国在石油炼制和石油化工行业中常用的纳米加氢脱氢催化剂的申请量高于全球平均水平。

(4)研发团体：全球主要研发团体集中在中国,中国国内主要申请人以大学和科研院所为主。中国申请人的海外布局意识非常薄弱,国外来华企业的专利布局尚不充分。

纳米催化剂领域全球原创专利申请量排名前10的申请人包括排名首位的中国石油化工股份公司以及7所中国的大学和科研院所,另外两家是日本丰田自动车株式会社和韩国三星株式会社,欧洲和美国的大型公司和研发机构排名均未进入前10,这充分显示该领域的全球主要研发团体集中在亚洲,尤其是中国。中国石化公司的主要研究方向是石油炼制和石油化工催化剂,丰田和三星的主要研究方向则分别是用于汽车尾气净化和燃料电池的纳米催化剂。在申请活跃度方面,中国石化公司的申请量近年来有较大增长,其活跃度指数较高,丰田自动车株式会社对纳米催化剂领域也有较为持续的关注,相较而言,三星株式会社近年来的申请活跃度指数跌至1以下,对纳米催化剂的关注度和研发投入力度均明显下降。在全球专利布局方面,所有中国申请人的布局方向都局限于本国市场,海外专利布局的意识非常薄弱,而日韩两位申请人在海外均有大量的原创专利布局。

中国国内的纳米催化剂申请中近80%来自大学和研究机构,以公司作为申请人主体的占比不足六分之一。而86.2%的国外来华申请则以公司作为申请人主体。综合来看,尽管国外来华申请量较少,但其纳米催化剂产业化程度明显高于国内。

申请人方面,中国申请量排名前10的申请人中除排名首位的中国石油化工股份公司之外,其余均为大学和科研院所。在申请活跃度方面,中国石油化工股份公司及其下属的上海石油化工研究院的申请活跃度指数最高,分别为2.40和2.79,近年来研发热情很高,积极开拓市场。外国来华申请量排名前10的申请人在中国的专利申请量都在10件以下,专利布局尚不充分,但由于这些申请人都是技术实力很强的大型跨国公司,其专利申请相比于国内申请而言可能会涉及该领域较为核心的技术,因此仍不排除其对我国纳米催化剂的产业化具有一定的技术影响。

无论从全球还是中国来看,该领域的申请量分布都较为分散,除中国石油化工股份公司外,缺少其他具有强大技术优势的大型企业和研发机构。

纳米光催化剂是我国未来发展的重要方向,国外申请人尚未进行大规模专利布局,国内企业和研究机构可加快发展步伐,争取抢占市场

从全球和中国的纳米催化剂主要种类的专利分析得知,纳米光催化剂是国内外研究和应用最多的纳米催化剂种类。我国在该领域尽管起步较晚,但近年来研发投入和专利产出量增长迅速,在全球范围内已经具有了较强的创新能力和技术实力,今后我国申请人应当对该技术继续投入足够的关注度,保持我国在该领域的技术优势。然而需要注意的是,我国在该领域的主要申请人是高校和科研院所,表明我国对纳米光催化剂的研究更多是在实验室中进行的,绝大部分专利技术尚未得到转化和利用,因此就目前来看对我国整个纳米光催化剂产业尚未形成较大影响。因此政府管理部门应当借鉴国内外技术成果转化经验,广泛带动政府职能部门、传统企业、纳米技术高新企业、高校和科研机构、风险投资和金融机构、中介服务部门等主体,汇聚各方优势力量,提供良好的技术转化环境,推动产业发展。

全球纳米光催化剂领域原创专利产出量排名前10的国外申请人中,大学和科研机构占了8个,这些大学和科研机构的专利技术也同样面临着进一步向产业转化的问题。进入前10的两家外国公司分别是美国开利公司和德国巴斯夫公司,尽管其原创专利数量较少,但由于公司申请人的专利技术研发针对性较强,专利技术转化可能性较高,且这两家公司都是大型跨国公司,因此应当加大对其的关注度。

从专利布局的角度来看,我国申请人的海外专利布局意识非常薄弱,而美国、欧洲、日本和韩国的申请人尽管原创专利产出量较低,但已经开始了在该领域的全球专利布局,尤其是美国和欧洲的原创申请在海外布局比例非常高。尽管如此,相比于美国和欧洲,国外申请人在我国的总体专利布局量还较低,尚未形成较为严重的专利壁垒,因此我国申请人应当抓住这一契机,加快纳米光催化剂的技术研发和产业化进程,抢占先机,占领市场。不仅要占领国内市场,还应当尽可能将水平较高的核心技术以最快的方式进行海外目标市场专利布局,美国、欧洲和日本应当作为值得关注的重要目标市场。国内的申请人应当向国外申请人尤其是一些大型的跨国公司学习,借鉴其专利保护意识和专利申请策略,形成自己的核心专利链、专利网,抢占国内外广阔的光催化剂市场。

另外,电催化剂作为对燃料电池技术的产业化进程起重要推动作用的关键技术,在我国的专利申请比例比全球平均水平低得多,因此我国各相关公司和科研机构今后也应当提高对纳米电催化剂技术研发的重视程度。