富氫水領域專利態(tài)勢可視化研究

張馨芳 張佳星 李靜媛

摘 要：經過十幾年的氫醫(yī)學研究，“氫健康產業(yè)”正在悄然興起，氫健康相關產品特別是富氫水進入大健康領域發(fā)揮作用，成為中國健康消費領域新的經濟增長點。本文通過檢索全球富氫水領域的相關專利，從專利申請趨勢、創(chuàng)新主體競爭態(tài)勢、核心技術焦點等多個維度展開分析，明晰全球富氫水領域發(fā)展現(xiàn)狀。

關鍵詞：氫健康，富氫水，專利分析

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2023.03.015

1 引 言

國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，這是我國首個氫能產業(yè)的中長期規(guī)劃。氫能源已然成為國家重點發(fā)展對象，制氫工藝也同樣能運用在氫健康如：氫水領域，作為民用部分必然也會得到更多的發(fā)展機會。隨著人們健康意識的增強，富氫水因具有抗氧化、抗疲勞、調節(jié)內分泌、提高代謝能力、提升免疫力等作用已經受到了越來越多人的關注。行業(yè)整體發(fā)展時間較短且發(fā)展較為緩慢，目前市場規(guī)模較小，未來發(fā)展機遇較大。本文透過專利視角分析富氫水領域全球發(fā)展現(xiàn)狀，為未來研究方向提供數據參考。

2 概 述

2.1 背景

富氫水（Hydrogen-rich Water）是指富含溶解氫分子的水，名字來源于日語原名“水素水”，又名“氫水”。富氫水的制備主要有3種方法：高壓充氣制氫、氫棒制氫、水電解制氫，富氫水中的氫氣含量是衡量產品性能的重要指標。

2007年，日本學者太田成男（Shigeo Ohta）教授課題組發(fā)現(xiàn)微量氫氣的疾病治療作用，并在世界著名雜志《Nature Medicine》上發(fā)表了論文，氫氣作用通過選擇性地減少細胞毒性的氧自由基的抗氧化治療，發(fā)現(xiàn)氫分子可清除人體自由基，對衰老及多種因自由基引起的慢性病具有很好的治療作用[1]，迅速引發(fā)了極大關注。20 08年，美國Nakao教授等發(fā)表關于氫氣的文章，證明呼吸氫氣能保護小腸移植后損傷，并首次檢測了炎癥因子，率先提出氫氣具有抗炎癥作用[2]。2008年，第二軍醫(yī)大學孫學軍教授團隊發(fā)表了國際第二篇、國內第一篇氫醫(yī)學研究報道，證明呼吸氫氣對新生兒腦缺血缺氧性腦病具有很好的治療作用，能減少神經細胞凋亡[3]。

國內外氫氣對人體生理研究的文獻研究結果顯示，富氫水對于人群代謝綜合征、糖尿病、肝臟疾病、輻射損傷、腸道菌群、衰老等均具有不同程度的改善作用。為了達到預防保健作用，富氫水中的氫含量基本需要達到1.0ppm以上。目前用氫氣治療疾病的研究，在國際上已經逐漸成為一個熱點，氫氣生物學效應的發(fā)現(xiàn)，將對人類疾病治療和健康防護理念帶來革命性影響。

2.2 數據檢索來源

本文的檢索數據來源于智慧芽（PatSnap）專利數據庫，檢索日期截至2022年3月。檢索分析步驟如下：第一步深入解讀富氫水領域相關概念及原理，第二步確定中英文檢索關鍵詞并進行相應擴展，第三步構建檢索式，第四步檢索數據篩選處理，第五步專利數據分析及可視化呈現(xiàn)。

3 富氫水領域專利檢索分析

3.1 專利申請趨勢分析

3.1.1 全球專利申請趨勢

一項產業(yè)處于上升期時，其勢必引入更多的競爭。專利作為一種排他性的權利，在很大程度上能反映出競爭的程度，進而映射出行業(yè)變化的趨勢。圖1展示了富氫水領域的全球專利申請趨勢及相應時間段申請專利的被授權量。深灰代表申請總量，淺灰表示授權量。整體而言，富氫水領域的專利申請總量呈現(xiàn)不斷上升趨勢。

具體來說，2010年以前，僅少數公司進入富氫水領域，相關技術的研究和開發(fā)尚處于初級階段，技術發(fā)展較為緩慢，專利申請量較少且平穩(wěn)發(fā)展；隨后的3年中，富氫水領域專利申請量有所增長，相關技術逐步得到創(chuàng)新主體的關注；2013年開啟了富氫水領域技術的新紀元，該領域進入快速發(fā)展期，全球專利申請量實現(xiàn)飛躍式增長，并在2017年達到峰值；隨后兩年專利申請量雖有所下降，一方面在于技術瓶頸的限制，另一方面由于普通消費者在接受新概念方面存在誠信危機，一大批活躍的中小型氫企業(yè)最后沉寂下來；2020年專利申請量再次呈上升趨勢，由于發(fā)明專利存在18個月的公開期限，導致部分專利公開延遲，因此近兩年的圖示申請量較實際申請量少。

綜合目前富氫水領域整體蓬勃向上的發(fā)展態(tài)勢，隨著技術瓶頸逐步被突破，可以預測未來一段時間內該領域的專利申請量仍會增長顯著。

3.1.2 中國VS日本專利申請趨勢

日本作為富氫水（水素水）的主打市場，其富氫產品市場成熟度高。自20 08年起，中國的氫健康產品從無到有，從單一到多樣，從規(guī)模小到規(guī)模大，從多數人誤解到多數人正面認識，從迷茫到清醒。整體上呈健康向上、逐漸展示強大生命力的過程。但2008～2012年，中國氫健康產業(yè)僅處于概念期，該階段幾乎沒有自己的品牌產品，研究雖然已經初步具有規(guī)模，但是社會認知度非常低，幾乎沒有在商業(yè)上進行氫產品研發(fā)投入的企業(yè)，中國市場上只有幾種來自日本的氫水產品。

直到2013年，中國首個氫水產品正式發(fā)布并進入市場，這是中國第一家具有完全自主知識產權的民族品牌，徹底解決了中國研究規(guī)模大、沒有自己的氫水產品的尷尬局面，也給中國氫水臨床研究奠定了關鍵技術條件[4]。

圖2展示了自2007年以來中國與日本在富氫水領域的專利申請情況比對。2015年以前，日本專利申請量占據領先地位；2015年起，中國在該領域的專利申請量實現(xiàn)趕超，在富氫水領域方面的相關技術得到不斷發(fā)展，越來越多的創(chuàng)新主體進入該領域探索核心技術，中國在該領域發(fā)展相對較晚但迅速，特別是自2016年，即對中國許多氫企業(yè)而言非常關鍵的一年，中國許多氫產品在性能和質量方面已經超越日本，相關研究空前活躍。

3.1.3 中國各省市專利申請趨勢

通過分析中國各省市在富氫水領域的專利申請趨勢，可以認知各省市對該技術領域的關注及投入程度，并且有助于明確市場調研方向的側重程度。圖3展示了近10年富氫水領域排名前十的中國各省市專利申請趨勢，其中，廣東的專利申請量最多，成為中國富氫水技術領域最熱門省；其次為浙江和福建；而像湖北等省市，雖然在前些年專利申請量很少，但是呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢，且近3年漲勢明顯；在市場調研過程中可以將富氫水領域核心省市作為著重考察的對象。

3.2 專利申請人分析

3.2.1 全球主要申請人

通過分析當前領域的全球主要申請人排名情況，可以快速了解該技術領域內哪些公司擁有的專利總量最多，幫助了解該技術領域內的主要公司和競爭威脅。圖4所示的排名前十的全球主要申請人中，福州品行科技發(fā)展有限公司、日本多寧股份有限公司的專利申請量分別位居前兩位，技術實力雄厚。麥克賽爾株式會社、深圳氫愛天下健康科技控股有限公司的專利申請量依次排名第三和第四，在競爭激烈的富氫水領域同樣具有不可忽視的地位。

3.2.2 中國各省市專利總量及申請人數量

圖5展示了中國各省市專利總量及申請人數量前十名，可以看出，廣東、浙江、福建是富氫水領域專利申請大省，并且廣東、浙江的創(chuàng)新主體數量也依次位居前兩位；而福建的創(chuàng)新主體數量則相對偏少，反映出該省份的部分創(chuàng)新主體的專利申請量更為突出；山東的創(chuàng)新主體專利申請總量雖然處于中等地位，但其申請人數量排在第三名，表明該省份創(chuàng)新主體的專利申請量較為分散。

3.2.3 中國主要省市申請人排名

圖6展示了富氫水領域中國主要省市申請人排名情況，福建的福州品行科技發(fā)展有限公司在所有創(chuàng)新主體中的專利申請數量最多，已突破百件；其次分別為廣州的深圳氫愛天下健康科技控股有限公司、廣東蝸品科技有限公司。整體來看，廣州、福建的創(chuàng)新主體專利申請量特色分明，其中，廣州的各創(chuàng)新主體專利申請數量居多，且分布相對均勻；福建的創(chuàng)新主體專利申請量則主要集中在福州品行科技發(fā)展有限公司，其他創(chuàng)新主體申請量較少。

3.2.4 新進入者分析

該分析項能夠幫助了解在該技術領域的新進入者，這些新進入者表明了在該領域的新型競爭；與此同時，這些新興公司可以被視為潛在的收購或合作機會。

如圖7所示，富氫水領域的新進入者LG電子株式會社、武漢寶盈普濟科技有限公司在2019年開始申請該領域專利；東莞寶杰康氫科技有限公司/株洲寶杰康氫科技有限公司、江蘇氫一世科技發(fā)展有限公司在2020年進入富氫水領域，福建省上杭縣愛養(yǎng)生醫(yī)療設備有限公司則在2018年起研究富氫水技術。新進入者對該領域創(chuàng)新主體而言意味著機遇和挑戰(zhàn)并存。

3.3 核心技術分析

3.3.1 技術核心概念

通過創(chuàng)新詞云可以幫助企業(yè)直觀地了解該技術領域內最熱門的技術主題詞及最新重點研發(fā)主題。對富氫水領域專利技術核心概念進行提取，得出圖8所示的創(chuàng)新詞云圖。圖中文字的字體越大越顯眼，對應的技術主題詞被提及的頻率越高。

從圖中可以看出，其中，核心概念“富氫水”“發(fā)生器”“電解水”“便攜式”“電解槽”“富氫水杯”涉及的專利數量較多，可見該技術受到更多創(chuàng)新主體的青睞，為各申請人集中攻克的聚焦點；然而，像“納米氣泡”“離子交換膜”“氫溶解”等較為新興的核心概念，目前專利布局較為局限，專利技術可挖掘前景可觀。

3.3.2 主要申請人技術焦點

領域地圖顯示了該技術領域內主要公司的專利關鍵詞，有助于了解該技術領域內主要公司相關的技術概念，借此區(qū)分不同公司的技術焦點。

圖9富氫水領域地圖展示了主要申請人的技術焦點，可以看出，福州品行科技發(fā)展有限公司和深圳氫愛天下健康科技控股有限公司的技術焦點主要體現(xiàn)在富氫水，前者還關注富氫水杯、電解裝置和制備裝置；日本多寧股份有限公司則在電解水、電解槽、生成裝置、溶解氫方面占據優(yōu)勢力量；麥克賽爾株式會社重點關注電解水、電解槽和水發(fā)生器。

4 展望與建議

綜合前述全球專利態(tài)勢情況，整體而言，隨著富氫水領域技術瓶頸逐步被突破，技術先進性與安全度的進一步提升，未來該領域有望呈現(xiàn)蓬勃向上的發(fā)展態(tài)勢，富氫水賽道投資機遇愈發(fā)明顯。應用領域方面，富氫水在治療、美容、保健、農業(yè)等多個領域應用，特別是在氫氣醫(yī)學領域的研究頗為廣泛，但多數僅停留在實驗階段，臨床應用研究有待深入開發(fā)與突破，這將有利于確認氫氣對臨床疾病的治療效果，臨床研究是氫氣醫(yī)學的重要方向。隨著富氫水在這些領域的快速發(fā)展，安全程度、應用效果等備受大眾關注或認可的焦點問題將成為更有價值的探索。

區(qū)域分布方面，日本作為富氫水的主打市場，其富氫產品市場成熟度高，是市場化推廣程度最高的國家。中國在該領域發(fā)展雖然相對較晚但迅速，自2016年，中國許多氫產品在性能和質量方面甚至超越日本，并且涌現(xiàn)出部分參與富氫水領域的熱門城市及企業(yè)，相關研究空前活躍。

研究熱點方面，“ 納米氣泡”“ 離子交換膜”“氫溶解”等作為新興的核心概念，目前專利布局較為局限，專利技術可挖掘前景可觀。富氫水中的氫氣含量是衡量產品性能的重要指標，為了提高富氫水中的氫氣含量，創(chuàng)新主體可考慮從氫氣產生后的溶解過程和溶解后的富氫水保存過程兩個方面著手進行研究與布局。

運營合作方面，運營機會的獲得需要情報支持，通過對行業(yè)發(fā)展、技術前沿、市場動向、產品動態(tài)等情報的收集和調研，將線上檢索和線下考察相結合，發(fā)現(xiàn)潛在的專利運營機會，為專利運營策略的制定和執(zhí)行提供依據。建議該領域創(chuàng)新主體在注重國內專利運營的同時，也要著眼于國外市場。目前日本是富氫水市場化推廣程度最高的國家，其他國家?guī)缀跆幱谙鄬瞻谞顟B(tài)，因此在專利運營過程中可考慮尋求與國外設備制造、飲用水生產或其他類型企業(yè)的合作機會，共同探尋富氫水藍海商機。

5 結 語

當前我國大健康產業(yè)在結構上尚未完善，富氫水國內市場的參與企業(yè)數量不多，且普遍為中小型企業(yè)，各企業(yè)的技術實力、銷售金額、品牌影響力都比較一般，尚未出現(xiàn)大公司、大品牌，缺乏龍頭企業(yè)對富氫水健康領域的引領和帶動。預示該領域仍有大量的市場空白點，或將催生更多的市場機遇。

透過本文對全球富氫水領域專利申請趨勢、創(chuàng)新主體競爭態(tài)勢、核心技術焦點等多個維度的分析，有助于清晰認知富氫水領域技術發(fā)展與布局現(xiàn)狀、行業(yè)趨勢與市場前景，同時為該領域潛在企業(yè)的研發(fā)與運用提供專利技術指引。

參考文獻

Ikuroh Ohsawa， Masahiro Ishikawa， Kumiko Takahashi，et al.Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducingcytotoxic oxygen radicals. Nature Medicine 2007，13（6）：688-694.

B.M.Buchholz， D.J.Kaczorowski， R.Sugimoto， et al. HydrogenInhalation Ameliorates Oxidative Stress in TransplantationInduced Intestinal Graft Injury. American Journal ofTransplantation 2008， 8（10）：2015-2024.

Jianmei Cai， Zhimin Kang， Wen Wu Liu， et al. Hydrogen therapyreduces apoptosis in neonatal hypoxia-ischemia rat model.Neuroscience letters 2008，441（2）：167-172.

孫學軍主編. 氫氣醫(yī)學[M]. 上海： 上海交通大學出版社，2020.