Wasserstoff

Aenert-Neuigkeiten. Erfindungsanalyse
In unseren vorherigen Artikeln haben wir uns bereits mit den neuesten Patenttrends in solchen Aspekten der Technologie flüssiger organischer Wasserstoffträger (LOHC) wie aromatische LOHC-Verbindungen ( 29.09.2023 ), heterozyklische LOHC-Verbindungen ( 08.09.2023 ) und Hydrierung ( 17.10.2023) vertraut gemacht ) und Dehydrierung ( 30.10.2023 ). In diesem Artikel werden wir den Einsatz von Katalysatoren in wichtigen Phasen der LOHC-Technologie überarbeiten. Katalysatoren spielen sowohl in der Hydrierungs- als auch in der Dehydrierungsphase eine entscheidende Rolle. In den Prozessen werden die Katalysatoren verwendet, um die Reaktionsgeschwindigkeit und -effizienz zu erhöhen, die Lagerkapazität oder die Qualität des Produkts zu verbessern und andere Parameter anzupassen. Allerdings können Katalysatoren auch zu Komplikationen bei der Speicherung und dem Transport von Wasserstoff führen. Die effizientesten Katalysatoren sind beispielsweise in der Regel Edelmetalle wie Platin, Palladium, Iridium und andere, bei denen es sich um sehr teure Materialien handelt.Kostengünstigere katalytische Materialien erfordern möglicherweise bestimmte Prozessparameter oder weisen niedrigere Aktivitätswerte auf. Kürzlich patentierte technische Lösungen im Bereich der Hydrierungs- und Dehydrierungskatalysatoren für flüssige organische Wasserstoffträger zielen darauf ab, diese und andere ähnliche Probleme zu lösen.

Nachfolgend geben wir einen kurzen Überblick über aktuelle Erfindungen, die die Verwendung von Katalysatoren in Technologien für flüssige organische Wasserstoffträger offenbaren. Die für diese Überprüfung ausgewählten Patente werden aufgrund der Beschreibung der katalytischen Materialien (aktive Materialien oder Katalysatorträger) in den Ansprüchen als auf das Gebiet der LOHC-Katalysatoren anwendbar angesehen. In Einzelfällen können die Erfindungen jedoch zusätzlich andere Aspekte des LOHC-Systems offenbaren, wie z. B. Parameter oder Ausrüstung des Hydrierungs- oder Dehydrierungsprozesses usw.

Nachfolgend finden Sie eine Liste der Top-Anmelder nach ihrem Patentanteil im Bereich der LOHC-Katalyse.

Anteil der Bewerber am Markt für geistiges Eigentum, %. Patente, 2019–2023



Value: Market involvement ratio*; Y axis: Ownership ratio; Bubble size: Volume ratio.
*(Market involvement ratio = volume ratio multiplied by ownership ratio, where Volume ratio - share of applicant documents in total number of documents, Ownership ratio - applicant's participation share in total number of documents)

Im überarbeiteten Satz von Dokumenten, Sinopec China Petroleum & Die Chemical Corporation (CN) und ihre Tochterorganisationen Chiyoda Corporation (JP) und AIST National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (JP) liegen bei der Anzahl der in den letzten fünf Jahren erhaltenen Patente an der Spitze.

Die größte Patentfamilie im für die vorliegende Analyse gesammelten Dokumentenpool derjenigen, die in den letzten fünf Jahren mindestens ein Dokument veröffentlicht haben, umfasst 31 Patentdokumente und wird durch das Kerndokument AU2020269473A1 repräsentiert (Kerndokument ist ein Basisdokument, zu dem eine vollständige Beschreibung der Erfindung in allgemein zugänglichen Patentdatenbanken verfügbar ist . Es folgen Patentfamilien mit den Kerndokumenten WO2020224584A1 (14 Patentdokumente) und US10745628B2 (13 Dokumente):

Organic hydrogen storage raw material dehydrogenation catalyst, carrier of the catalyst, hydrogen storage alloy, and method for providing high-purity hydrogen / A: AU2020269473A1 / IPC: C22C19/03, C01B3/56, C22C14/00, C22C23/06, C22C30/00 / Lin Wei; Yang Xue; Song Haitao; et al. / Sinopec RIPP Research Institute of Petroleum Processing (CN); Sinopec China Petroleum & Chemical Corporation (CN) / Appl. date: 06.05.2020; Publ. date: 12.11.2020 / IP Australia / Core document: AU2020269473A1 / Technology categories: OAC, OHC / Technology elements: Hdh, Hct / Problems: EC, HCHD, LEHD / Technical solution types: M, C / Claims: 16 / Rating: 13; the most recent documents in this family were published on 15.11.2022 (CN111892016B) and 21.10.2022 (CN111893360B);

有机储氢原料脱氢催化剂以及该催化剂的载体、储氢合金、和提供高纯度氢气的方法 / en: Catalyst for dehydrogenating organic hydrogen storage raw material, carrier for catalyst, hydrogen storage alloy, and method for providing high purity hydrogen / A: WO2020224584A1 / IPC: B01J23/26 / Lin Wei; Yang Xue; Song Haitao; Sun Min / Sinopec China Petroleum & Chemical Corporation (CN); Sinopec RIPP Research Institute of Petroleum Processing (CN) / Appl. date: 06.05.2020; Publ. date: 12.11.2020 / World Intellectual Property Organization / Core document: WO2020224584A1 / Technology categories: OAC, OHC, OAN / Technology elements: Hdh, Hct / Problems: LEHD / Technical solution types: M, C / Claims: 14 / Rating: 10; the most recent documents in this family were published on 21.10.2022 (CN111892018B) and 15.07.2022 (CN111895266B);

Hydrogenation catalyst for aromatic hydrocarbon and hydrotreatment method using the catalyst / P: US10745628B2 / IPC: C10G45/48, B01J21/04, B01J21/06, B01J23/755, B01J35/10, B01J37/02, B01J37/18, C01F7/02, C01F7/34, C01G23/04, C01G23/08, C01G53/04, C07C5/10, C07C13/18, G01N23/20 / Imagawa Kenichi; Kobayashi Haruto; Muto Akihiro; Inoue Shinichi / Chiyoda Corporation (JP) / Appl. date: 09.09.2017; Publ. date: 18.08.2020 / United States Patent and Trademark Office / Core document: US10745628B2 / Technology categories: OAC / Technology elements: Hhg, Hct / Problems: HLEC / Technical solution types: M, C / Claims: 4 / Rating: 20; the most recent documents in this family were published on 06.06.2021 (SA517390005B1) and 06.04.2021 (CA2979801C).

The following abbreviations are used in the documents hereinbefore and hereinafter: C - Composition; M - Method; OAC - Arene/Aromatic compound; OHC - Heterocyclic; OAN - Amine; Hct - Catalyst; Hdh - Dehydrogenation; Hhg - Hydrogenation; LEHD - Low efficiency of hydrogenation or dehydrogenation; EC - Ecological problems; HCHD - High cost of hydrogenation or dehydrogenation; HLEC - High cost or low efficiency of catalyst.

Die am häufigsten auftretenden Probleme in der Sammlung aktueller Patente, die verschiedene Katalysatoren offenbaren, die in flüssigen organischen Wasserstoffträgern (LOHC) verwendet werden, sind hohe Kosten oder niedrige Effizienz des Katalysators, niedrige Effizienz der Hydrierung oder Dehydrierung und hohe Kosten der Hydrierung oder Dehydrierung.

Der Großteil der in den überarbeiteten Erfindungen vorgesehenen technischen Lösungen wird in Form von Kompositionen dargestellt, obwohl die Anzahl der Dokumente, die Methoden offenlegen, nur geringfügig geringer ist. Die Zahl der Erfindungen, die Geräte offenlegen, kann jedoch als vernachlässigbar angesehen werden.

In der Liste der in den Erfindungen verwendeten aktiven katalytischen Materialien nehmen Seltenerdmetalle einen herausragenden Platz ein. Nachfolgend geben wir einen kurzen statistischen Überblick über solche Erfindungen, in denen LOHC-Katalysatoren beschrieben werden, die allein, optional oder in Kombination mit anderen Elementen Seltenerdmetalle als aktives Material enthalten.

In den meisten Fällen wurden diesen Erfindungen folgende IPC-Indizes zugeordnet:

Gemäß der Internationalen Patentklassifikation haben die oben genannten IPC-Indizes die folgenden Definitionen: C01B3/00 – Wasserstoff; Gasförmige Gemische, die Wasserstoff enthalten; Abtrennung von Wasserstoff aus Gemischen, die ihn enthalten; Reinigung von Wasserstoff; B01J23/89 – kombiniert mit Edelmetallen; B01J23/46 – Ruthenium, Rhodium, Osmium oder Iridium; C22C30/00 – Legierungen, die weniger als 50 Gew.-% jedes Bestandteils enthalten; B01J23/42 – Platin; B01J35/10 – gekennzeichnet durch ihre Oberflächeneigenschaften oder Porosität; C01B3/26 – Verwendung von Katalysatoren; C01B3/56 – durch Kontakt mit Feststoffen; Regeneration verbrauchter Feststoffe; C22C1/02 – durch Schmelzen; B01J23/44 – Palladium.

CNIPA (CN) ist hinsichtlich der Anzahl der erteilten Patente für solche Erfindungen (ca. 90 %) ein starker Spitzenreiter, gefolgt von den Patentämtern KIPO (KR) und USPTO (USA).

Darüber hinaus haben wir die Sammlung aktueller Patente, die verschiedene Katalysatoren für die LOHC-Hydrierung und -Dehydrierung mit Seltenerdmetallen beschreiben, im Hinblick auf die spezifischen Probleme analysiert, die sie lösen sollen. Die beliebtesten Probleme in diesen Dokumenten waren Prozesseffizienz im Allgemeinen (13 Patente), H2-Reinheit (9 Patente) und niedriger H2-Druck (8 Patente).

Von der Redaktion