
发明创造名称:利用电化学电池生产和提供净化的气体的方法
外观设计名称:
决定号:186647
决定日:2019-07-30
委内编号:1F250066
优先权日:2013-06-28、2013-08-21
申请(专利)号:201380079136.X
申请日:2013-09-30
复审请求人:努威拉燃料电池有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:雷军
合议组组长:邓军谋
参审员:施啸奔
国际分类号:C01B3/50
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求与最接近的现有技术相比存在区别特征,但是现有技术在整体上存在启示,使得本领域的技术人员在面对所要解决的技术问题时有动机采用该区别特征来改进最接近的现有技术并获得权利要求的技术方案,则该权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求审查决定涉及申请号为201380079136.X,名称为“利用电化学电池生产和提供净化的气体的方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为努威拉燃料电池有限公司,申请日为2013年09月30日,优先权日为2013年06月28日、2013年8月21日,公开日为2016年4月6日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年1月10日以权利要求1-26相对于对比文件1(US2007/0246373A1,公开日为2007年10月25日)和本领域的常规技术的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为:2016年2月25日提交的说明书第1-64段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图;2017年9月8日提交的权利要求第1-26项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种生产满足预定的纯度阈值的氢气的方法,包括:
通过电化学氢泵传输一定数量的氢气混合物,其中该电化学氢泵包括阳极、阴极及位于阳极和阴极之间的电解质膜,其中运行该电化学氢泵所需要的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加;
通过将氢气从阳极经电解质膜传输到阴极,从氢气混合物中分离一定数量的氢气;
从阴极收集氢气,其中收集的氢气至少满足预定的纯度阈值;
生成保证的证书:收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;以及
从阳极去除来自氢气混合物的一定数量的非氢,电解质膜阻止该非氢穿过该电解质膜到阴极,其中控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。
2. 权利要求1所述的方法,进一步包括:
将收集的氢气输送给消费者。
3. 权利要求1所述的方法,其中预定的纯度阈值超过约99%氢。
4. 权利要求1所述的方法,其中预定的纯度阈值小于约300ppm的非氢。
5. 权利要求1所述的方法,其中预定的纯度阈值小于约50ppm的非氢。
6. 一种提供满足预定的纯度阈值的氢气的方法,包括:
将含有氢气和非氢的第一数量的氢气混合物引入到电化学氢泵,其中该电化学氢泵包括阳极、阴极及位于阳极和阴极之间的电解质膜,其中运行该电化学氢泵所需要的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加;
将氢气混合物从阳极引导到电解质膜;
使氢气穿过电解质膜到阴极;
基本上阻止非氢穿过电解质膜;
从阴极收集氢气,其中收集的氢气至少满足预定的纯度阈值,
将收集的氢气与第二数量的氢气混合物混合,其中该混合产生第三数量的氢气混合物,该第三数量的氢气混合物具有至少满足预定的纯度阈值的纯度水平;
提供保证的证书:第三数量的氢气混合物具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;以及
从阳极去除来自氢气混合物的一定数量的非氢,电解质膜阻止该非氢穿过该电解质膜到阴极,其中控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。
7. 权利要求6所述的方法,进一步包括:
将第三数量的氢气输送给消费者。
8. 权利要求6所述的方法,其中第一数量的氢气混合物和第二数量的氢气混合物最初两者都是来源于氢气混合物源,并且其中当该第一数量引入到电化学氢泵时,第一数量和第二数量被分离,且该第一数量和第二数量通过混合重新汇合。
9. 权利要求6所述的方法,其中收集的氢气与第二数量的氢气混合物混合,并且被基本上阻止穿过电解质膜的非氢气不与该第二数量的氢气混合物混合。
10. 权利要求9所述的方法,其中将与第二数量的氢气混合物混合的收集的氢气输送给消费者。
11. 权利要求6所述的方法,其中预定的纯度阈值超过约99%氢。
12. 权利要求6所述的方法,其中电化学氢泵经配置以在超过约2,000psi的压力下运行。
13. 权利要求6所述的方法,其中电化学氢泵经配置以在超过约5,000psi的压力下运行。
14. 权利要求6所述的方法,其中电化学氢泵经配置以在超过约10,000psi的压力下运行。
15. 一种提供满足预定的纯度阈值的氢气的方法,包括:
提供一定数量的氢气;
将第一部分该一定数量的氢气转移到电化学氢泵,其中该电化学氢泵包括阳极、阴极及位于阳极和阴极之间的电解质膜,其中运行该电化学氢泵所需要的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加;
将第一部分氢气从阳极引导到电解质膜;
使第一部分氢气穿过电解质膜到阴极;
基本上阻止在第一部分中的非氢穿过电解质膜;
将穿过电解质膜的第一部分氢气再引入到没有转移到电化学氢泵的第二部分氢气;
监控用于运行电化学氢泵的电压或电流增加的速率,该电压增加由被阻止穿过电解质膜的第一部分氢气中的非氢污染物的积累而引起;检测转移到该电化学氢泵的第一部分氢气是否基于用于运行电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下;以及
从阳极去除来自氢气混合物的一定数量的非氢,电解质膜阻止该非氢穿过该电解质膜到阴极,其中控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。
16. 权利要求15所述的方法,进一步包括:
将穿过电解质膜的第一部分氢气及没有转移到电化学氢泵的第二部分氢气输送给消费者。
17. 权利要求16所述的方法,其中电化学氢泵还包括控制器且该方法进一步包括:
如果控制器检测到转移到电化学氢泵的第一部分氢气降到纯度的预定水平以下,停止输送氢气给消费者。
18. 权利要求17所述的方法,进一步包括:
生成保证:输送给消费者的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度。
19. 权利要求15所述的方法,进一步包括:
将一定量的第一部分该一定数量的氢气发送到测量装置,其中该测量装置经配置以测量氢气的纯度水平。
20. 权利要求19所述的方法,其中将该一定量的第一部分从电化学氢泵的阳极发送到测量装置。
21. 权利要求15所述的方法,其中电化学氢泵经配置以在超过约2,000psi的压力下运行。
22. 权利要求15所述的方法,其中电化学氢泵经配置以在超过约5,000psi的压力下运行。
23. 权利要求15所述的方法,其中电化学氢泵经配置以在超过约10,000psi的压力下运行。
24. 一种提供满足预定的纯度阈值的氢气的方法,包括:将含有氢气和非氢气的一定数量的氢气混合物引入到电化学氢泵,其中该电化学氢泵包括阳极、阴极及位于阳极和阴极之间的电解质膜,其中运行该电化学氢泵所需要的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加;
将氢气混合物从阳极引导到电解质膜;
使氢气穿过电解质膜到阴极;
基本上阻止非氢气穿过电解质膜;
从阴极收集氢气,其中收集的氢气至少满足预定的纯度阈值;
监控用于运行电化学氢泵的电压或电流增加的速率,该电压增加由被阻止穿过电解质膜的非氢气的污染物的积累而引起;
检测引入电化学氢泵的氢气混合物是否基于用于运行电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下;
提供保证:收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;以及
从阳极去除来自氢气混合物的一定数量的非氢,电解质膜阻止该非氢穿过该电解质膜到阴极,其中控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。
25. 权利要求24所述的方法,其中电化学氢泵经配置以在超过约5,000psi的压力下运行。
26. 权利要求24所述的方法,其中电化学氢泵经配置以在超过约10,000psi的压力下运行。”
驳回决定中认为:权利要求1与对比文件1的区别在于:(1)权利要求1限定了从阴极收集的氢气至少满足预定的纯度阈值,并生成保证的证书以保证收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;(2)权利要求1限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。对于区别技术特征(1),其属于本领域的常规技术手段。对于区别技术特征(2),电化学氢泵的作用是分离氢气,因此当混合气体中的氢气的量增加时,本领域技术人员容易选择增加电压或电流运行电化学氢泵,效果可预期。对比文件1公开了调整电流或电压以增加或保持电化学单元40的出口压力(参见对比文件1说明书第[0024]段),而电化学单元40的压力必然能够直接影响去除非氢的时间,因此本领域技术人员容易选择通过调整电化学氢泵所需要的电流或电压控制从阳极去除非氢的时间。因此,权利要求1所要求保护的技术方案不具备创造性。从属权利要求2-5的附加技术特征或被对比文件1公开或为本领域的常规技术,因此,权利要求2-5所要求保护的技术方案不具备创造性。
权利要求6与对比文件1的区别在于:(1) 权利要求6限定了从阴极收集的氢气至少满足预定的纯度阈值,并生成保证的证书,保证收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;(2) 权利要求6限定了进一步将收集的气体与第二数量的氢气混合物混合,产生第三数量的氢气混合物,该第三数量的氢气混合物具有至少满足预定的纯度阈值的纯度水平;(3) 权利要求6限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。对于区别技术特征(1)和(2),其属于本领域的常规技术手段。对于区别技术特征(3),与权利要求1中关于区别技术特征(2)的评述相同。因此,权利要求6所要求保护的技术方案不具备创造性。从属权利要求7-14的附加技术特征均为本领域的常规技术,因此,权利要求7-14所要求保护的技术方案不具备创造性。
权利要求15与对比文件1的区别在于:(1)权利要求15限定了仅将部分氢气转移到电化学泵纯化,然后将穿过电解质膜的第一部分氢气引入没有转移到电化学氢泵的第二部分氢气;(2)权利要求15限定了监控电化学氢泵的电压或电流增加速率,该电压或电流增加由被阻止穿过电解质膜的非氢的积累而引起,检测转移到电化学氢泵的第一部分氢气是否基于用于电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下,从而提供满足预定纯度阈值的氢气;(3) 权利要求15限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。对于区别技术特征(1),其属于本领域的常规技术手段。对于区别技术特征(2),对比文件1公开了(参见说明书[0024]段)控制器30可以配置为调节电功率以维持输出的氢气压力;在此基础上,本领域技术人员容易想到将其设置为能够监控电化学氢泵的电压或电流增加的速率,以便监控电功率,而用于电化学氢泵的电压或电流由被阻止穿过电解质膜的非氢污染物的积累而引起是本领域技术人员所熟知的;本领域技术人员也容易想到检测转移到电化学氢泵的第一部分的氢气纯度,以保证产品质量、提供满足预定的纯度阈值的氢气,而随着被阻止穿过电解质膜的组分(非氢)浓度提高,通过电解质膜的组分(氢气)纯度降低是本领域所熟知的,即非氢的积累(相应的,电化学氢泵所需的电压或电流增加)将导致第一部分的氢气纯度降低,因此对第一部分氢气纯度的检测相当于检测其是否基于用于电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下。对于区别技术特征(3),与权利要求1中关于区别技术特征(2)的评述相同。因此,权利要求15所要求保护的技术方案不具备创造性。从属权利要求16-23的附加技术特征均为本领域的常规技术,因此,权利要求16-23所要求保护的技术方案不具备创造性。
权利要求24与对比文件1的区别在于:(1)权利要求24限定了监控电化学氢泵的电压或电流增加速率,该电压或电流增加由被阻止穿过电解质膜的非氢的积累而引起,检测转移到电化学氢泵的氢气混合物是否基于用于电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下;(2)权利要求24限定了从阴极收集的氢气至少满足预定的纯度阈值,并生成保证的证书,保证收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;(3)权利要求24限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。对于区别技术特征(1),与权利要求15中关于区别技术特征(2)的评述相同;对于区别技术特征(2),其属于本领域的常规技术手段;对于区别技术特征(3),与权利要求1中关于区别技术特征(2)的评述相同。因此,权利要求24所要求保护的技术方案不具备创造性。从属权利要求25-26的附加技术特征均为本领域的常规技术,因此,权利要求25-26所要求保护的技术方案不具备创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年4月23日向国家知识产权局提出了复审请求,未对权利要求书和说明书进行修改,复审请求人认为:对比文件1没有教导或启示控制从阳极去除非氢的时间的控制器。对比文件1没有教导或启示基于运行电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加控制从阳极去除非氢的时间的控制器。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年5月4日发出复审请求受理通知书,依法受理了该复审请求,并将案卷转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本申请进行审理。
合议组于2019年4月16日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1相对于对比文件1的区别特征在于:(1)权利要求1限定了从阴极收集的氢气至少满足预定的纯度阈值,并生成保证的证书以保证收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;(2)权利要求1限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。对于区别技术特征(1),其属于本领域的常规技术。对于区别技术特征(2),电化学氢泵的作用是分离氢气,其将氢气穿过膜到达膜的阴极侧,通过氢气出口供给用户,而非氢滞留在膜的阳极侧,随着分离的进行,穿过的氢气量逐渐增加,被阻止在阳极端的非氢将会逐渐累积增加。对比文件1公开了控制器30可以配置成增加提供给电化学电池40的电功率,以将第二电极220处的氢的出口压力维持在预定水平。即本领域技术人员可以从对比文件1获知:随着分离的进行,要想维持原来的氢出口压力,需要增加电池40的电功率(即增加电流或电压)。也就是说,随着分离的进行,被阻止在阳极端的非氢将会逐渐累积增加,要维持氢的出口压力,运行电化学氢泵所需电流或电压需要增加。也即本领域技术人员可以从对比文件1中获得:运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加。如前所述,随着分离的进行,被阻止在阳极端的非氢将会逐渐累积增加,为维持氢的出口压力,运行电化学氢泵所需电流或电压也增加。当被阻止在阳极端的非氢将会逐渐累积增加,显而易见,其去除时间也将增加。因此,控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间,对于本领域技术人员而言也是显而易见的。本领域技术人员有动机在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段得到权利要求1所述的技术方案。因此,权利要求1的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-5的附加技术特征或被对比文件1公开或为本领域的常规技术,因此,权利要求2-5所要求保护的技术方案不具备创造性。
权利要求6与对比文件1的区别在于:(1) 权利要求6限定了从阴极收集的氢气至少满足预定的纯度阈值,并生成保证的证书,保证收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;(2) 权利要求6限定了进一步将收集的气体与第二数量的氢气混合物混合,产生第三数量的氢气混合物,该第三数量的氢气混合物具有至少满足预定的纯度阈值的纯度水平;(3) 权利要求6限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。关于区别技术特征(1)和(3),参见权利要求1的相应评述,此处不再赘述。对于区别技术特征(2),其属于本领域的常规技术手段。因此,权利要求6所要求保护的技术方案不具备创造性。从属权利要求7-14的附加技术特征均为本领域的常规技术,因此,权利要求7-14所要求保护的技术方案不具备创造性。
权利要求15与对比文件1的区别在于:1)权利要求15限定了仅将部分氢气转移到电化学泵纯化,然后将穿过电解质膜的第一部分氢气引入没有转移到电化学氢泵的第二部分氢气;(2)权利要求15限定了监控电化学氢泵的电压或电流增加速率,该电压或电流增加由被阻止穿过电解质膜的非氢的积累而引起,检测转移到电化学氢泵的第一部分氢气是否基于用于电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下,从而提供满足预定纯度阈值的氢气;(3)权利要求15限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。对于区别技术特征(1)和(3),参见权利要求6相应的评述,此处不再赘述。对于区别技术特征(2),对比文件1公开了(参见说明书[0024]段)控制器30可以配置为调节电功率以维持输出的氢气压力;在此基础上,本领域技术人员容易想到将其设置为能够监控电化学氢泵的电压或电流增加的速率,以便监控电功率。而用于电化学氢泵的电压或电流由被阻止穿过电解质膜的非氢污染物的积累而引起是本领域技术人员所熟知的;本领域技术人员也容易想到检测转移到电化学氢泵的第一部分的氢气纯度,以保证产品质量、提供满足预定的纯度阈值的氢气,而随着被阻止穿过电解质膜的组分(非氢)浓度提高,通过电解质膜的组分(氢气)纯度降低是本领域所熟知的,即非氢的积累(相应的,电化学氢泵所需的电压或电流增加)将导致第一部分的氢气纯度降低,因此对第一部分氢气纯度的检测相当于检测其是否基于用于电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下。因此,权利要求15所要求保护的技术方案不具备创造性。从属权利要求16-23的附加技术特征均为本领域的常规技术,因此,权利要求16-23所要求保护的技术方案不具备创造性。
权利要求24与对比文件1的区别在于:(1)权利要求24限定了监控电化学氢泵的电压或电流增加速率,该电压或电流增加由被阻止穿过电解质膜的非氢的积累而引起,检测转移到电化学氢泵的氢气混合物是否基于用于电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下;(2)权利要求24限定了从阴极收集的氢气至少满足预定的纯度阈值,并生成保证的证书,保证收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;(3)权利要求24限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。对于区别技术特征(1)和(3),参见权利要求15中相应区别技术特征的评述,在此不再赘述。归于区别技术特征(2),参见权利要求1中相应区别技术特征的评述,在此不再赘述。因此,权利要求24所要求保护的技术方案不具备创造性。从属权利要求25-26的附加技术特征均为本领域的常规技术,因此,权利要求25-26所要求保护的技术方案不具备创造性。
复审请求人于2019年6月3日提交了意见陈述书,未对权利要求书和说明书进行修改。复审请求人在意见陈述书中认为:对比文件1没有公开如权利要求1、6、15和24中所述的“运行该电化学氢泵所需要的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加”。尽管对比文件1的[0024]段公开了控制器30可以配置成通过电源50增加提供给电化学电池40的电功率以增加出口压力,或者可选地维持第二电极220处的氢的出口压力,不是阳极上非氢的累积引起的增加。合议组假设“被阻止在阳极端的非氢将会逐渐累积增加,要维持氢的出口压力,运行电化学氢气泵所需的电流或电压也会增加。”合议组的这一假设与对比文件1的公开相反。对比文件1的[0021]段明确地公开了“当在电池40中从其中去除氢时,剩余的气体从阳极室210中经出口70排出。”这样的排气将防止任何会需要或“必须”增加电功率的非氢累积。此外,[0021]段公开了出口70可以是允许流量“仅在预定阈值之上”的压力调节器。由于对比文件1明确地公开了出口70可以调节压力,本领域技术人员将不会推断出非氢累积需要增加电功率。合议组似乎进一步推断,电流或电压的增加响应于阳极中的压力增加(例如由于非氢的累积)。基于[0024]段和[0019]段的公开内容,控制器可以增加电功率,以便(1)增加出口压力,从而增加流过电池上的整体压差,或者(2)当由于阴极处的限制减少(例如通过打开阀门160)而流过电池的流量增加时,维持出口压力。在任一种情况下,功率的增加不是响应于累积的非氢原子,而是为了增加流过电池的整体压差或随着流过电池的流量增加维持出口压力。因此,合议组从对比文件1的公开内容推断出控制器响应于阳极处的非氢的累积而增加功率以增加或维持出口压力是没有合理的依据的。因此,对比文件1既未公开也未暗示运行该电化学氢泵所需要的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加。因此,权利要求1-26具备创造性。
在上述程序的基础上,合议组认为本申请事实已经清楚,可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
(一)关于审查文本:
复审请求人在复审阶段未对申请文件进行修改,因此,本复审请求审查决定所依据的文本为:2016年2月25日提交的说明书第1-64段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图;2017年9月8日提交的权利要求第1-26项。
(二)关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求与最接近的现有技术相比存在区别特征,但是现有技术在整体上存在启示,使得本领域的技术人员在面对所要解决的技术问题时有动机采用该区别特征来改进最接近的现有技术并获得权利要求的技术方案,则该权利要求不具备创造性。
1、关于权利要求1
权利要求1请求保护一种生产满足预定的纯度阈值的氢气的方法,对比文件1公开了一种集成的电化学氢气分离系统(同时公开了使用该系统生产氢气的方法),并具体公开了以下内容(参见说明书[0006]、[0013]-[0014]、[0017]-[0024]段,附图1):电化学单元指的是氢气泵,氢气泵能够使氢气受控的输送通过单元,能够用于将氢气从氢气混合物中分离。系统从氢气源容器10引入氢气源气体,然后使其通过电化学单元40(即电化学氢泵,由附图1可以确定,该电化学氢泵包括阳极210和阴极220),进入氢气装载单元20(由附图1可以确定,氢气从阳极经电解质膜传输到阴极,从氢气混合物中分离一定数量的氢气)。氢气源气体指任何包含氢气的气体,氢气装载单元指储存罐、管线或任何接收电化学单元输出的氢气的应用单元。适当的电化学单元是本领域熟知的,其中交换膜优选使用PBI材料(即电化学氢泵包括位于阳极和阴极之间的电解质膜)。来自电源50的输出电流的增加将导致穿过电池40的氢气流量增加。在限制来自电池40的出口氢气流的情况下,可以对出口氢气加压。通常,电源50在电池40上提供的电势的增加将导致在电池40上产生压差的能力增加,这取决于电池阴极出口氢气流180被限制的程度。当在电池40中从其中去除氢时,剩余的气体从阳极室210中经出口70排出。优选的,系统中设有与电源50及电化学单元40连接的控制器30,从而便于对系统进行监控。控制器30可以配置成增加提供给电化学电池40的电功率,以将第二电极220处的氢的出口压力维持在预定水平。
因此,该权利要求请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,区别技术特征在于:
(1)权利要求1限定了从阴极收集的氢气至少满足预定的纯度阈值,并生成保证的证书以保证收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;
(2)权利要求1限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。
对于区别技术特征(1),对比文件1公开的技术方案中设置了控制器对系统进行监控,本领域技术人员容易想到设置常规的传感器及反馈调节部件,监测生成的氢气纯度并反馈调节电化学单元的工艺参数,从而将从阴极收集的氢气的纯度控制在所需的范围内,而对生产的产品提供保证证书是商业上所常用的。
对于区别技术特征(2),电化学氢泵的作用是分离氢气,其将氢气穿过膜到达膜的阴极侧,通过氢气出口供给用户,而非氢滞留在膜的阳极侧,随着分离的进行,穿过的氢气量逐渐增加,被阻止在阳极端的非氢将会逐渐累积增加。对比文件1的说明书第21段公开了“出口70可以是隔离的”,且还公开了“这种阀可以手动或自动的隔离阀”。当出口70具有隔离阀时,其被隔离后,随着氢气分离的进行,非氢不会立即排出去,必然会逐渐累积起来。而且在本领域,对于电化学氢泵,通常而言,非透过侧(阳极侧)的非氢没有累积,不会立即排放出去,因为这样导致氢也将会随之排放出去,这将导致氢和非氢的难以分离,也就是说,对于电化学氢泵,非透过侧(阳极侧)通常要累积一定量的非氢。本领域技术人员熟知,对于电化学氢泵,随着非透过侧的非氢累积,在非透过侧的氢气浓度降低,要维持固定的氢气透过速度,需要增加电压。而对于分离氢气的工业应用,通常需要维持固定的氢气透过速度,“氢气的产生量维持不变”的需求是工业生产中普遍所追求的。因此,随着分离的进行,通常被阻止在阳极端的非氢量增加,要想维持氢气的产生量不变,需要增加电压或电流,即 “运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加”对于本领域技术人员而言是显而易见的,且其技术效果可预期。
如前所述,随着分离的进行,被阻止在阳极端的非氢将会逐渐累积增加,为维持氢的出口压力,运行电化学氢泵所需电流或电压也增加。当被阻止在阳极端的非氢将会逐渐累积增加,显而易见,其去除时间也将增加。因此,控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间,对于本领域技术人员而言也是显而易见的。
由此可知,在对比文件1的基础上结合常规技术手段,得出该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2、从属权利要求2-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求2对权利要求1作了进一步的限定,对比文件1公开了氢气装载单元20指储存罐、管线或任何接收电化学单元输出的氢气的应用单元(相当于消费氢气的消费者)。
从属权利要求3-5均对权利要求1作了进一步的限定,而具体纯度阈值是本领域技术人员基于实际需要容易设定的,并且通过对系统参数的适当调整,也容易将获得的氢气纯度、非氢杂质的含量控制在所需的范围内。
因此,当权利要求1不具备创造性时,上述从属权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求6请求保护一种生产满足预定的纯度阈值的氢气的方法,对比文件1公开了一种集成的电化学氢气分离系统(同时公开了使用该系统生产氢气的方法),具体公开内容参见对权利要求1的评述。
其中,从对比文件1中设置与电源50及电化学单元40连接的控制器30从而便于对系统进行监控可以确定,通过控制电压等系统运行参数,能够从阴极收集至少满足预定纯度阈值的氢气。
因此,该权利要求请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,区别技术特征在于:
(1) 权利要求6限定了从阴极收集的氢气至少满足预定的纯度阈值,并生成保证的证书,保证收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;
(2) 权利要求6限定了进一步将收集的气体与第二数量的氢气混合物混合,产生第三数量的氢气混合物,该第三数量的氢气混合物具有至少满足预定的纯度阈值的纯度水平;
(3) 权利要求6限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。
关于区别技术特征(1)和(3),参见权利要求1的相应评述,此处不再赘述。
对于区别技术特征(2),本领域技术人员出于成本的考虑或其他的实际需要,容易想到将经过电化学氢泵纯化的氢气与纯度相对较低的氢气混合物(即第二数量的氢气混合物)混合,从而得到纯度适中但仍满足预定的纯度阈值的氢气混合物(即第三数量的氢气混合物)。
由此可知,在对比文件1的基础上结合常规技术手段,得出该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
4、从属权利要求7-14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求7对权利要求6作了进一步的限定,本领域技术人员容易想到将纯化后的氢气与氢气混合物混合后再输送给下游的消费者。
从属权利要求8对权利要求6作了进一步的限定,本领域技术人员容易想到仅将氢气混合物中的一部分进行纯化,并将纯化后的氢气与剩余的氢气混合物混合,在满足纯度阈值的同时节约成本。
从属权利要求9对权利要求6作了进一步的限定,由于氢气混合物被电化学氢泵分离为未穿过电解质膜的非氢与纯化的氢气,本领域技术人员直观的容易想到仅将纯化的氢气与第二数量的氢气混合物混合,而不将分离的非氢进行混合。
从属权利要求10对权利要求9作了进一步的限定,本领域技术人员容易想到将混合后的氢气混合物输送给下游的消费者。
从属权利要求11对权利要求6作了进一步的限定,而具体纯度阈值是本领域技术人员基于实际需要容易设定的。
从属权利要求12-14对权利要求6作了进一步的限定,而本领域技术人员容易配置电化学氢泵的适当工作压力。
因此,当权利要求6不具备创造性时,上述从属权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5、权利要求15不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求15请求保护一种生产满足预定的纯度阈值的氢气的方法,对比文件1公开了一种集成的电化学氢气分离系统(同时公开了使用该系统生产氢气的方法),具体公开内容参见对权利要求1的评述。
其中,从对比文件1中设置与电源50及电化学单元40连接的控制器30从而便于对系统进行监控可以确定,通过控制电压等系统运行参数,能够从阴极收集至少满足预定纯度阈值的氢气。
因此,该权利要求请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,区别技术特征在于:
(1)权利要求15限定了仅将部分氢气转移到电化学泵纯化,然后将穿过电解质膜的第一部分氢气引入没有转移到电化学氢泵的第二部分氢气;
(2)权利要求15限定了监控电化学氢泵的电压或电流增加速率,该电压或电流增加由被阻止穿过电解质膜的非氢的积累而引起,检测转移到电化学氢泵的第一部分氢气是否基于用于电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下,从而提供满足预定纯度阈值的氢气;
(3) 权利要求15限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。
对于区别技术特征(1)和(3),参见权利要求6相应的评述,此处不再赘述。
对于区别技术特征(2),对比文件1公开了(参见说明书[0024]段)控制器30可以配置为调节电功率以维持输出的氢气压力;在此基础上,本领域技术人员容易想到将其设置为能够监控电化学氢泵的电压或电流增加的速率,以便监控电功率。而用于电化学氢泵的电压或电流由被阻止穿过电解质膜的非氢污染物的积累而引起是本领域技术人员所熟知的;本领域技术人员也容易想到检测转移到电化学氢泵的第一部分的氢气纯度,以保证产品质量、提供满足预定的纯度阈值的氢气,而随着被阻止穿过电解质膜的组分(非氢)浓度提高,通过电解质膜的组分(氢气)纯度降低是本领域所熟知的,即非氢的积累(相应的,电化学氢泵所需的电压或电流增加)将导致第一部分的氢气纯度降低,因此对第一部分氢气纯度的检测相当于检测其是否基于用于电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下。
由此可知,在对比文件1的基础上结合常规技术手段,得出该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
6、从属权利要求16-23不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求16对权利要求15作了进一步的限定,本领域技术人员容易想到将穿过电解质膜的第一部分氢气和未转移到电化学氢泵的第二部分氢气输送至消费者使用。
从属权利要求17对权利要求16作了进一步的限定,对比文件1公开的技术方案中具有控制器,并且本领域技术人员容易想到对电化学氢泵净化的氢气纯度进行监测,当纯度低于预定值时停止将该氢气输送给消费者。
从属权利要求18对权利要求17作了进一步的限定,而对生产的产品提供保证证书是商业上所常用的。
从属权利要求19对权利要求15作了进一步的限定,为了便于监测氢气纯度,本领域技术人员容易想到将一部分经净化的氢气输送至测量装置,以便测量氢气的纯度水平。
从属权利要求20对权利要求19作了进一步的限定,本领域技术人员容易想到从电化学氢泵的阳极输送部分氢气到测量装置。
从属权利要求21-23对权利要求15作了进一步的限定,而本领域技术人员容易配置电化学氢泵的适当工作压力。
因此,当权利要求15不具备创造性时,上述从属权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
7、权利要求24不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求24请求保护一种生产满足预定的纯度阈值的氢气的方法,对比文件1公开了一种集成的电化学氢气分离系统(同时公开了使用该系统生产氢气的方法),具体公开内容参见对权利要求1的评述。其中,从对比文件1中设置与电源50及电化学单元40连接的控制器30从而便于对系统进行监控可以确定,通过控制电压等系统运行参数,能够从阴极收集至少满足预定纯度阈值的氢气。
因此,该权利要求请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,区别技术特征在于:
(1)权利要求24限定了监控电化学氢泵的电压或电流增加速率,该电压或电流增加由被阻止穿过电解质膜的非氢的积累而引起,检测转移到电化学氢泵的氢气混合物是否基于用于电化学氢泵的电压或电流增加的速率而降到纯度的预定水平以下;
(2)权利要求24限定了从阴极收集的氢气至少满足预定的纯度阈值,并生成保证的证书,保证收集的氢气具有至少基本上等于预定的纯度阈值的纯度;
(3)权利要求24限定了运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加,以及控制器基于运行该电化学氢泵所需要的电流或电压的预定的增加来控制去除的时间。
对于区别技术特征(1)和(3),参见权利要求15中相应区别技术特征的评述,在此不再赘述。归于区别技术特征(2),参见权利要求1中相应区别技术特征的评述,在此不再赘述。由此可知,在对比文件1的基础上结合常规技术手段,得出该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
8、从属权利要求25-26不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求25、26对权利要求24作了进一步的限定,而本领域技术人员容易配置电化学氢泵的适当工作压力。因此,当权利要求24不具备创造性时,上述从属权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
9、关于复审请求人的意见
针对复审请求人的意见,合议组认为:
1)对比文件1的说明书第21段公开了“出口70可以是隔离的”,且还公开了“这种阀可以手动或自动的隔离阀,可以是单向止回阀,可以是压力调节器,其允许流量仅高于预定阈值”,由以上内容可知,出口70可以采用阀来隔离,该阀可以是隔离阀、单向止回阀或压力调节器。申请人陈述的出口70可以是允许流量“仅在预定阈值之上”的压力调节器,仅是对比文件1中出口70的选择之一。除了为压力调节器,对比文件1明确了出口70还可以是隔离的,可以是手动或自动的隔离阀。当出口70具有隔离阀时,其被隔离后,随着氢气分离的进行,非氢不会立即排出去,必然会逐渐累积起来。而且,对于电化学氢泵,通常而言,非透过侧(阳极侧)的非氢都会有累积,不会立即排放出去,因为如果不累计立即排放出去,这样会导致氢也将会随之排放出去,这将导致氢和非氢的难以分离,也就是说,对于电化学氢泵,非透过侧(阳极侧)通常要累积一定量的非氢。本领域技术人员熟知,对于电化学氢泵,随着非透过侧的非氢累积,在非透过侧的氢气浓度降低,要维持固定的氢气透过速度,需要增加电压。而对于分离氢气的工业应用,通常需要维持固定的氢气透过速度,“氢气的产生量维持不变”的需求是工业生产中普遍所追求的。因此,本领域技术人员很容易想到“运行电化学氢泵的电流或电压随着被基本上阻止穿过电解质膜、来自氢气混合物的非氢的第一量的增加而增加”,且其技术效果可预期。
2)对于电化学氢泵,在其它条件一样的情况下(包括非透过侧(阳极侧)的非氢浓度一样),电源50在电池40上提供的电势的增加,透过侧(阴极)氢气的产生量将增加,体现在氢气流量增加或出口氢气加压。对比文件1第24段记载的“控制器30可以配置成增加提供给电化学电池40的电功率,以将第二电极220处的氢的出口压力维持在预定水平”,对比文件1并没有记载前述内容是由于阴极处限制减少(例如通过打开阀门160)而流过电池的流量增加时,维持出口压力。因此其并能不排除,前面提及的所述“其它条件(包括非透过侧(阳极侧)的非氢浓度)”改变了,例如非透过侧(阳极侧)的非氢浓度的改变,即:电源50在电池40上提供的电势的增加,但随着非透过侧(阳极侧)的非氢浓度的增加,氢气的产生量维持不变。如前段内容所述,对于电化学氢泵,非透过侧(阳极侧)通常要累积一定量的非氢。随着非透过侧(阳极侧)非氢的累积,如果电压或电流不变,透过侧(阴极侧)氢气产生的量将减少;但是,“氢气的产生量维持不变”的需求是工业生产中普遍所追求的。因此,本领域技术人员为维持不变氢气的产生量,将显而易见的增加增加电流或电压。
综上,复审请求人陈述的理由不具备说服力,其主张不能成立。
根据上述事实和理由,合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年1月10日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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