发明创造名称：一种高灵敏自供能的汽车尾气检测装置
外观设计名称：
决定号：191071
决定日：2019-09-25
委内编号：1F252343
优先权日：
申请（专利）号：201610021595.8
申请日：2016-01-13
复审请求人：杨林
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：关元
合议组组长：佟仲明
参审员：刘惠萍
国际分类号：G01N27/04,H01G9/20
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术对比文件公开的内容相比存在区别技术特征，其中一部分区别技术特征由另一份现有技术对比文件公开且给出了结合启示，另一部分区别技术特征属于本领域技术人员的常规选择，则该权利要求请求保护的技术方案不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610021595.8，名称为“一种高灵敏自供能的汽车尾气检测装置”的发明专利申请（下称本申请），其申请日为2016年01月13日，申请公布日为2016年04月27日，申请人为杨林。
国家知识产权局专利实质审查部门依法对本申请进行了实质审查，并于2018年03月05日以本申请的权利要求1不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定为理由作出驳回决定，驳回决定所依据的文本为2017年09月20日提交的权利要求第1项、申请日提交的说明书第1-161段、附图1-4、说明书摘要及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种高灵敏自供能的汽车尾气检测装置，其特征在于：所述检测装置基于自供能感测元件，并且还包括数据读取模块和气体识别模块；该自供能感测元件包括染料敏化太阳能电池模块(13)和气体传感器模块(23)；所述染料敏化太阳能电池模块(13)包括对电极、光阳极以及填充于所述对电极和光阳极之间的电解液(30)，所述对电极包括不锈钢基底(10)、紧邻不锈钢基底(10)的导电催化层(20)、设置于所述导电催化层(20)上的碳纳米管(50)，所述光阳极包括ITO导电玻璃基底(40)和位于ITO导电玻璃基底(40)上的TiO2粒子和染料分子层(60)，所述TiO2粒子的粒径约50nm，所述对电极上碳纳米管(50)的长度为5μm；所述气体传感器模块(23)包括硅片衬底(11)、氧化钨纳米线(32)和Au电极(31)，所述硅片衬底(11)的表面上腐蚀有多孔硅区域(21)，所述多孔硅区域的表面蒸镀有一层氧化钨膜与多孔硅一起作为检测气体的复合敏感材料，所述多孔硅的孔径为5～30nm；所述染料敏化太阳能电池模块(13)和气体传感器模块(23)设置于表面有一直径为0.5cm的进气孔(53)的规格为5cm×5cm×1cm的铝制的长方体框架(43)内，所述染料敏化太阳能电池模块(13)通过粘合剂粘合至所述框架(53)的外表面，并使光阳极朝上，所述气体传感器模块(23)、数据读取模块(33)设置于所述框架(53)内部，所述染料敏化太阳能电池模块(13)、所述气体传感器模块(23)和数据读取模块(33)通过导线连接；
所述染料敏化太阳能电池模块(13)的制作包括如下步骤：
S1：对电极制备：①选用厚度为0.3mm的规格为5cm×5cm的不锈钢基底(10)，用砂纸抛光，经过丙酮、乙醇、去离子水依次超声清洗；②利用磁控溅射法在不锈钢基底(10)上镀金属Cr膜和Ni膜形成导电催化层(20)，所述Cr膜的厚度为300nm，所述Ni膜的厚度为15nm；③利用CVD法，CH4为碳源，Ni为催化剂，生长碳纳米管；
S2：光阳极的制备：①分别取无水乙醇50ml、乙二醇胺2ml，在50℃水浴中搅拌使其充分混合，在混合溶液中加入钛酸丁酯9ml，继续在水浴中搅拌1h，然后加入无水乙醇10ml，在水浴中搅拌1h，静置12h，得到TiO2溶液，将其过滤，干燥；②取5g步骤①中干燥的TiO2粒子、10ml乙醇、2ml乙酰丙酮混合，放入研钵中研磨充分，制得TiO2浆料；③取步骤②中的适量的TiO2浆料刮涂在清洗后的规格为5cm×5cm的ITO导电玻璃基底(40)上，经过110℃下处理2h，然后将其浸渍在N719 的乙醇溶液中6h，即得光阳极；
S3：电解液配制：0.5M碘化锂、0.06M碘、0.1M 4-叔基吡啶和0.3M 1-丙基-3-甲基咪唑碘盐，溶剂为体积比1:1的乙腈和丙烯碳酸脂混合液；
S4：组装：将对电极覆盖在光阳极上，两者之间形成50μm的空腔，边缘利用绝缘体封装，将电解液(30)注入到空腔中，形成染料敏化太阳能电池模块(13)；
所述气体传感器模块(23)的制备包括以下步骤：
①切割硅片衬底(11)尺寸至2cm×2cm，放入清洗液中超声清洗40min，清洗液为体积比为3:1的98％浓硫酸和40％双氧水；取出硅片衬底(11)用去离子水冲洗干净，再放入氢氟酸中浸泡10min，再依次用丙酮、乙醇、去离子水分别超声清洗20min；
②采用电化学法腐蚀硅片，配制腐蚀液，腐蚀液为体积比1:3的氢氟酸(40％)和去离子水的混合液，腐蚀电流为45mA/cm2，腐蚀时间为1h，在硅片衬底(11)表面形成大小1.5cm×1cm的多孔硅区域(21)；
③将硅片衬底(11)放入磁控溅射仪中，在其多孔硅区域(21)表面蒸镀一层钨膜，厚度为200nm，然后将硅片衬底(11)放入管式炉中，密封常压下通入氮气，利用CVD法450℃生长氧化钨纳米线；
④使用磁控溅射法在多孔硅区域(21)上制作两个圆点状的Au电极(31)，所述Au电极(31)的直径为1mm，厚度为100nm。
所述数据读取模块(33)通过无线通信模块发送至设置于所述检测装置内部的控制器模块，所述控制器模块通过无线通信模块和GPRS模块通信，并将由所述检测装置检测到的数据值传输至检测数据基站；
进一步的，所述自供能感测元件还设置有一个气体识别模块(70)，所述气体识别模块(70)通过导线和所述数据读取模块(33)连接，所述气体识别模块(70)主要由外壳体(71)和与外壳体(71)拆卸式连接的气体检测构件(72)构成，所述气体检测构件(72)由扩散控制膜层(73)、指示载体粉末(74)和玻璃管(75)构成；所述气体检测构件(72)的制备步骤如下：
S1：载体的处理与活化：将筛分好的硅胶载体(90～100目)置于在600℃马弗炉中煅烧2h，冷却后，装瓶待用；
S2：指示载体的制备：量取一定量的原始液放入一容器中，倒入一定量的活化载体，边加边搅拌，直至混合均匀，上层清液较少为止。在空气中自然干燥后，装入密 闭容器中待用；
S3：玻璃管的准备：遴选内径均匀、透明度好的玻璃管(规格为ID2.0mm×OD4.0mm)，截取成长度为30mm的玻璃管若干段，用砂纸将两侧打毛，然后依次用肥皂水、清水、蒸馏水将玻璃管清洗干净，晾干待用；
S4：扩散控制膜的准备：采用0.5mm厚的聚酯膜作为扩散控制膜，待聚脂膜干燥后，用模具冲压成外径为2.0mm的圆形薄膜；
S5：气体识别模块的装配：将扩散控制膜用粘合剂粘合到玻璃管的一侧，然后称取一定量指示载体粉末慢慢装入玻璃管内至玻璃管无空隙，平整后粘合另一侧扩散控制膜。”
驳回决定中使用了如下2篇对比文件进行评述：
对比文件1：申请公布号为CN102831753A的中国发明专利申请，申请公布日为2012年12月19日；
对比文件2：公开号为CN101587781A的中国发明专利申请公布说明书，公开日为2009年11月25日。
驳回决定中认为，权利要求1相对于对比文件1与对比文件2以及公知常识的结合不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
申请人杨林 (下称复审请求人)不服上述驳回决定，于2018年05月21日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改权利要求。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年05月28日依法受理了该复审请求，并将其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认为，权利要求1仍不具备专利法第22条第3款规定的创造性，因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
本案合议组于2019年07月11日向复审请求人发出复审通知书，除指出本申请权利要求1不具备创造性外，还指出采用碳纳米管作为染料敏化电池对电极中的催化剂属于本领域技术人员的常规选择，采用成本相对稍高的磁控溅射法来制作效率更高的染料敏化电池属于本领域的惯用技术手段。此外，属于现有技术的相关文件1（CN103512924A）、相关文件2（CN103630572A）、相关文件3（CN104237314A）均公开了用于气体识别装置的气体传感器相应结构，属于现有技术的相关文件4（CN1438480A）、相关文件5（CN204882370U）、相关文件6（CN202443009U）、相关文件7（CN2263343Y）、相关文件8（CN101672790A）、相关文件9（CN202916204U）、相关文件10（CN203949875U）均公开了气体识别模块结构。
针对复审通知书，复审请求人于2019年08月09日提交了意见陈述书，认为本申请所提供的气体传感器是采用硅片衬底、氧化钨纳米线、和Au电极等制成，可具体测量浓度的变化。本申请中的染料敏化太阳能电池采用碳纳米管替代Pt作为催化剂，制作简单，催化效率高，制备成本大大降低。气体传感器模块采用多孔硅为敏感材料，多孔硅材料与氧化钨材料结合作为复合敏感材料，能快速识别环境中气体的变化情况，灵敏度高。因此本申请权利要求1具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
本复审决定所针对的文本是：2017年09月20日提交的权利要求第1项、申请日提交的说明书第1-161段、附图1-4、说明书摘要及摘要附图。
（二）具体审查意见
1、关于创造性
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，该实用新型具有实质性特点和进步。
权利要求1请求保护一种高灵敏自供能的汽车尾气检测装置。对比文件1公开了一种太阳能气体检测报警系统，其与本申请的技术领域相同，都是涉及气体检测装置，并具体公开了以下技术特征（参见对比文件1的说明书第0034段，附图1）：太阳能气体检测报警系统，包括：一个或多个监控终端1、 监测控制中心2、以及用于实现监控终端1与监测控制中心2间数据双向传输的数据传输模块3；其中，监控终端1由传感器11、处理器12、数据储存器 13、报警器14、供电电源15组成，传感器11，设于被监测区，用于探测烟气浓度、温度或气体浓度。处理器12，分别与传感器11、报警器 14及数据储存器13相连，用于接收、分析、上传传感器11探测到的气体浓度信息；供电电源15，用于供电；监测控制中心2为计算机，用以监控、维护监控终端1；数据传输模块3，包括终端传输模块31、中心传输模块32、 以及无线通信单元33，终端传输模块31与监控终端1相连接，中心传输模块 32与监测控制中心2相连接，无线通信单元33包括蓝牙、CDMA、GPRS、 WiFi、Zigbee中的一种或几种。供电电源15为太阳能电源。
其中监控终端1相当于权利要求1中的自供能的检测装置。太阳能电源和传感器11分别相当于太阳能电池模块(13)和气体传感器模块(23)，处理器12相当于数据读取模块(33)，无线通信单元33相当于无线通信模块，监测控制中心2相当于检测数据基站。
可见，权利要求1的技术方案与对比文件1公开的内容相比，其区别技术特征在于：
（1）该检测检测装置具体用于检测汽车尾气；
（2）太阳能电池模块具体为染料敏化太阳能电池模块，以及该模块的具体结构和制备方法；
（3）气体传感器模块的具体结构和制备方法；
（4）自供能感测元件还设置有一个气体识别模块(70)，以及该模块的具体结构和制备方法；
（5）所述染料敏化太阳能电池模块(13)和气体传感器模块(23)设置于表面有一直径为0.5cm的进气孔(53)的规格为5cm×5cm×1cm的铝制的长方体框架(43)内，所述染料敏化太阳能电池模块(13)通过粘合剂粘合至所述框架(53)的外表面，并使光阳极朝上，所述气体传感器模块(23)、数据读取模块(33)设置于所述框架(53)内部，所述染料敏化太阳能电池模块(13)、所述气体传感器模块(23)和数据读取模块(33)通过导线连接；即各模块的具体装配方式。
对于区别技术特征（1），太阳能自供能的检测装置能否用于汽车尾气检测主要取决于其具体采用的气体传感器的类型是否针对汽车尾气的成分，而相应的传感器均属于现有技术，因此将该检测设备具体用于汽车尾气的检测仅是本领域技术人员的常规选择，无需付出创造性劳动。
对于区别技术特征（2），对比文件2公开了一种染料敏化太阳能电池及其制备方法，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第1页第13-26行，第3页第19行-第3页最后，附图1-2）：染料敏化太阳能电池模块包括对电极、光阳极以及填充于所述对电极和光阳极之间的电解液，光阳极基板可为玻璃，基板上涂有氧化铟锡，位于ITO导电玻璃基底上的TiO2粒子和染料分子层，对电极基板可为金属基板，设置于基板上的导电催化层，以及设置于所述导电催化层上的碳纳米管。即使对比文件2中的染料敏化太阳能电池在具体结构和制备方法上与权利要求1存在一些区别，这些区别也都是本领域技术人员根据实际需要能够优化得到的，无需付出创造性劳动。
对于区别技术特征（3），以多孔硅层为基底的复合结构气敏材料是气体检测领域中传感器的常见材料，而无论是多孔硅层的清洗、制备，还是将多孔硅置于磁控溅射设备中根据需要在其表面蒸镀所需的具体材料或通过CVD法生长纳米线都属于现有技术，其具体的操作以及选择相应的靶材均是本领域技术人员根据实际需要能够进行的常规操作和常规选择，无需付出创造性劳动。
对于区别技术特征（4），此类由玻璃管、玻璃管内指示物质和玻璃管两端控制扩散膜组成的无动力直读式检测组件及其制备方法均属于本领域的惯用技术手段。
对于区别技术特征（5），将需要接收太阳能的太阳能电池模块置于框架外表面，而将传感器模块、数据读取模块等置于框架内部并以导线连接的组装方式属于本领域的惯用技术手段。
综上所述，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的惯用手段得到权利要求1所请求保护的技术方案对本领域的技术人员来说是显而易见的，因此，权利要求1所请求保护的该技术方案不具有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。
2、关于复审请求人的意见
（1）在光伏电池领域中，本领域技术人员均熟知，用作染料敏化电池催化剂的材料是能够还原电解液内部氧化-还原电对的金属或非金属材料，例如铂或碳，碳纳米管也属于催化剂中的一种，在2014年出版由邹小平、程进编著的《纳米材料与敏化太阳电池》第182-185页已有记载，由此可知，采用碳纳米管代替Pt作为染料敏化电池对电极中的催化剂属于本领域技术人员的常规选择。
（2）本申请中用于气体识别装置的气体传感器结构同样属于本领域的惯用手段，例如属于现有技术的相关文件1（CN103512924A）、相关文件2（CN103630572A）、相关文件3（CN104237314A）均公开了气体传感器的相应结构，其中包括具有多孔硅区域的硅基底、多孔硅上的钨膜、在钨膜基础上形成的氧化物纳米线，均能够快速识别环境中气体的变化情况，并能达到高灵敏度的技术效果。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年03月05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,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
