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審決分類 審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない。 H01L
管理番号 1279889
審判番号 不服2013-330  
総通号数 167 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2013-11-29 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2013-01-09 
確定日 2013-10-04 
事件の表示 特願2008-223452「ジメチルエーテル(DME)を利用した自然エネルギーの液化と貯蔵」拒絶査定不服審判事件〔平成22年 3月18日出願公開、特開2010- 62192〕について、次のとおり審決する。 
結論 本件審判の請求は、成り立たない。 
理由 1 手続の経緯

本願は、平成20年9月1日の出願であって、平成24年9月14日付けで手続補正がなされたところ、平成24年10月3日付けで拒絶査定がなされ、これに対し、平成25年1月9日に拒絶査定不服審判請求がなされたものである。

2 本願発明

本願の請求項に係る発明は、平成24年9月14日になされた手続補正後の特許請求の範囲の請求項1ないし3に記載された事項により特定されるものであるところ、その請求項1及び2に係る発明は次のとおりのものである。

「【請求項1】
太陽光発電及び風力発電の少なくとも1つの発電装置を含む自然エネルギー回収手段によって得られた電力を用いて水を電気分解して、水素と酸素を発生させる段階と、
発生した前記水素を、触媒を用いて一酸化炭素または二酸化炭素と反応させジメチルエーテル(DME)を合成する段階と、
該合成されたジメチルエーテルを液化して貯蔵する段階と、
前記電気分解によって発生した水素の貯蔵体としてジメチルエーテルを利用することを特徴とする自然エネルギー貯蔵方法。」
【請求項2】
さらに、前記ジメチルエーテルから触媒を利用して水素を取り出し、燃料電池の燃料として前記水素を使用することによって電力を再生する段階を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。」

そして、請求項2に係る発明を、請求項1を引用しない形式で表すと次のとおりである。

「太陽光発電及び風力発電の少なくとも1つの発電装置を含む自然エネルギー回収手段によって得られた電力を用いて水を電気分解して、水素と酸素を発生させる段階と、
発生した前記水素を、触媒を用いて一酸化炭素または二酸化炭素と反応させジメチルエーテル(DME)を合成する段階と、
該合成されたジメチルエーテルを液化して貯蔵する段階と、
前記ジメチルエーテルから触媒を利用して水素を取り出し、燃料電池の燃料として前記水素を使用することによって電力を再生する段階を有し、
前記電気分解によって発生した水素の貯蔵体としてジメチルエーテルを利用することを特徴とする自然エネルギー貯蔵方法。」

以下、請求項2に係る発明(以下「本願発明」という。)について検討する。

3 引用刊行物の記載

(1)原査定の拒絶の理由に引用された、本願出願前に頒布された刊行物である特開2006-50887号公報(以下「引用刊行物1」という。)には、以下の記載がある(下線は、当審による。)。

ア 「【0016】
請求項1に記載の発明は、複数のエネルギー消費機器が設けられた仮想エリア(以下エネルギー需給グリッドと呼ぶ)内の発電設備、燃焼機器又は輸送機器の排ガスの顕熱を、DME(ジメチルエーテル)又はCH_(3)OH(メタノール)を改質することによってH2又はCO+H_(2)として回収し、このH_(2)又はCO+H_(2)を当該エネルギー需給グリッド内又は他のエネルギー需給グリッド内に、前記複数のエネルギー消費機器の燃料として又は化学原料として供給することを特徴とするエネルギー供給方法により、上記第1の課題を解決する。」

イ 「【0037】
1-2. エネルギーの循環媒体としてのDME
DMEがエネルギーの循環媒体として、他の燃料に比べて優れている点は以下の通りである。
(1) エネルギー流通媒体としての汎用性
DMEは以下の(1)式の吸熱反応で水素へ転換する。
CH_(3)OCH_(3)+3H_(2)O+121kJ/mol→6H_(2)+2CO_(2)・・・・(1)
転換前後のエネルギー収支は、図3のようになり、廃熱を水素の燃焼熱として回収する
ことができる。
各種燃料の水素への平衡転換率を図4に示す。
図3及び図4より、DMEは適切な触媒を使用すれば、300℃程度の温度で水素への転換反応が進む。一方、他の燃料は水素へ転換するための反応温度が高く、中低温の燃焼廃熱を有効に回収することが難しい。
300?400℃の廃熱は、発電や工場からの燃焼ガス廃熱などとして排出されており、DMEを用いてこれらの廃熱を、蒸気や温水の替わりに、水素燃料として回収すれば、水素を使う燃料電池の普及に伴って、工場や発電の廃熱を民生・商業・運輸用のエネルギーとして活用することができる。 また、DMEは(2)式の吸熱反応によってCO_(2)をCOとH_(2)の混合気体へ転換する。この混合気体は100%純度のCO_(2)を用いた場合には、11,700kJ/Nm^(3)の低位発熱量が得られ、工業用燃料として使用することができる。
CH_(3)OCH_(3)+CO_(2)+243kJ/mol→3H_(2)+3CO・・・・・(2)
(2)式の反応は(1)式の反応と同様に、適切な触媒を使用すれば、300℃程度で反応を進めることが可能と考えられ、この反応を利用すれば、CO_(2)を燃料として再循環することが可能になる。
(2) ディーゼル機関の燃料としての適性
DMEの燃焼特性として、NO_(X),SO_(X),粒子状物質などの環境汚染物質の排出を大幅に低減することができる。車輌総重量8tトラックのディーゼルエンジンの燃料として使用した結果、DPFを使用しなくても2003?2004年度NO_(X),CO,HC,PMの新短期規制値を大幅に削減できることが実証されている。また、軽油使用の同型ディーゼルエンジンと比較して、出力・トルクとも高く、航続距離も同等を確保している。
(3) バイオマスや一般廃棄物の有効利用
DMEはCOとH_(2)から合成できるため、バイオマスや一般廃棄物をガス化してDMEを製造することができる。バイオマスや廃棄物をDMEに転換することにより、流通・貯蔵のし易い燃料として、需要と整合させた利用が可能になる。
(4) 防災対策への活用:都市部においては、本節(2)で述べたような、環境対策に優れ、ハンドリングし易いDMEを活用することが有利である。また、将来のエネルギー需要への対応という観点では、DMEは本節(1)で述べたような特性が非常に有用である。
特に、(1)で述べた特性は燃料電池の普及とともに、工場や発電の廃熱を民生や運輸のエネルギーとして利用できる道を開くものである。また、(2)?(4)から、DMEは環境・防災対策を進めるのに有用な燃料であることが解る。」

ウ 「【0038】
2.DMEを用いたエネルギー供給システム
以上のことから、DMEを用いて、図8のような、社会のエネルギー循環を構築できると考えられる。図8では、工場、発電所10での未利用廃熱や民生、運輸15での廃棄物エネルギーを相互に融通している。
【0039】
工場、発電所10における発電設備や加熱炉の未利用廃熱は、DMEを改質することによってH_(2)又はCO+H_(2)として回収される。回収されたH_(2)は燃料として、民生、運輸15の燃料電池車に供給されたり(経路11)、化学原料として工場、発電所10に供給されたりする。一方、回収されたCO+H_(2)は燃料として、工場、発電所10内の加熱炉に供給されたり(経路12)、民生、運輸15の燃焼機器に供給されたりする。工場、発電所10内では、発電設備や加熱炉の未利用廃熱を、燃焼予熱空気、蒸気又は温水などの顕熱で回収する従来型のエネルギー循環も行なわれる(経路13)。
【0040】
民生、運輸15の分野は、主にエネルギーを消費する側であるが、民生、運輸15の分野からは再生可能なエネルギーが廃棄物として多量に出される。従来からこの廃棄物を燃料として使用するのは困難であった。このため廃棄物をガス化炉で一旦CO+H_(2)にガス化した後、周知のDME合成反応を用いてDMEにエネルギー変換する(プラント14)。廃棄物以外に、バイオマス、石油残渣、炭層メタン、又は石炭からDMEを製造してもよい。廃棄物等由来のDMEを天然ガス由来のDMEに混ぜて、工場、発電所10や民生、運輸15の分野に供給すれば、廃棄物等の再生可能なエネルギーを社会全体で再利用することができ、廃棄物等の利用拡大が図れる。」

エ 「【0041】
図8に示されるエネルギー循環を実現させるための具体的なエネルギー供給システムとして、例えば、図9ないし図11に示されるエネルギー需給グリッドを用いたエネルギー供給システムが考えられる。エネルギー需給グリッドには、エネルギーの使われ方によって様々な形態がある。
【0042】
図9は、製鉄所や大規模工場におけるエネルギー需給グリッドの一例を示す。エネルギー需給グリッド内には、発電設備としてガスエンジン、ディーゼル等の発電所(自家発)21が設けられ、エネルギー消費機器として工場22内の加熱炉が設けられる。エネルギー需給グリッド外には、エネルギー消費機器としてトラック、バス、船舶、燃料電池自動車等の運輸機器23がある。
【0043】
また、このエネルギー需給グリッド内には海外プラントで製造されたDMEを貯蔵する一次基地としてDMEタンク24が設置され、このDMEタンク24には液化したDMEが貯蔵される。DMEはグリッド内のビル23、工場22、発電所21等に燃料として供給され、運輸機器23の燃料として工場に隣接したDME・水素ステーションに供給される。
【0044】
発電所21は、DME又は化石燃料を燃料として化学エネルギーを電気エネルギーに変換する。発電所21で発電された電力は電力ネットワーク24を介して工場22、ビル23等に供給される。発電所21の排気系統には、上述の熱交換器が設置され、当該熱交換器に改質媒体としてのDMEを通すことにより、DMEを熱分解し、H_(2)又はCO+H_(2)として回収する。回収されたH_(2)はDME・水素ステーション25に供給される。これにより、DMEと水素兼用ステーションが構築できる。DME・水素ステーション25では、DMEをトラック、バスなどの大型ディーゼル車の燃料としてバッチ(回分)供給する一方で、水素を燃料電池自動車へバッチ(回分)供給する。また、このDME・水素ステーション25では、改質器を車載する方式の燃料電池自動車にはDMEを供給し、車載しない方式には水素を供給することで、燃料電池自動車が何れの方式を採用しても、そのどちらにも燃料を供給することが可能になる。他方、回収されたCO+H_(2)は、工場22内の加熱炉に供給される。」

オ 図8、図9は次のものである。





(2)原査定の拒絶の理由に引用された、本願出願前に頒布された刊行物である特開2008-189704号公報(以下「引用刊行物2」という。)には、以下の記載がある。

ア 「【0017】
又、バイオマスをガス化させるに際し、生成ガスに太陽光発電設備や風力発電設備で発電した電力により、水を水電解装置で電気分解し、生成ガス中の水素量を一酸化炭素量に対し2倍以上になるように水素ガスを供給しメタノールを製造する技術が知られている(例えば特許文献5参照)。」

イ 「【0044】
本発明17のバイオマスからの液体燃料製造装置は、本発明8において、前記触媒反応は、Cu?Zn系触媒、脱水用触媒としてγ?アルミナの添加、又はFe、Co、Ru系触媒から選択される1の触媒であることを特徴とする。用いる触媒の種類を変えることで、メタノール、ジメチルエーテル、ガソリン、灯油および軽油といった炭化水素を製造することができる。例えば、メタノールはCu-Zn系触媒を用いて、以下のような反応式で合成される。
CO+2H_(2)→CH_(3)OH .....(1)
【0045】
また、ジメチルエーテルは前記メタノール2分子を脱水した構造を有しているため、脱水用触媒としてγ-アルミナを添加することで、以下のような総括反応式により得られる。
3CO+3H_(2)→CH_(3)OCH_(3)+CO_(3) .....(2)」

4 引用刊行物記載の発明

上記3(1)によれば、引用刊行物1には、

「エネルギー需給グリッド内の発電設備、燃焼機器又は輸送機器の排ガスの顕熱を、DMEを改質することによってH_(2)として回収し、このH2を複数のエネルギー消費機器の燃料として又は化学原料として供給するエネルギー供給方法において、液化したDMEを貯蔵し、触媒を使用しDMEを熱分解して顕熱をH_(2)として回収し、回収されたH_(2)を燃料電池車に供給したり、化学原料として工場、発電所に供給したりするエネルギー供給方法。」

の発明(以下「引用刊行物1記載の発明」という。)が記載されていると認められる。

5 対比

本願発明と引用刊行物1記載の発明とを対比する。

(1)引用刊行物1記載の発明の「DME」及び「H_(2)」は、本願発明の「ジメチルエーテル」及び「水素」にそれぞれ相当する。

(2)上記(1)を踏まえると、引用刊行物1記載の発明の「『触媒を使用しDMEを熱分解して』『H2として回収し』」及び「H2を燃料電池車に供給し」との事項は、本願発明の「ジメチルエーテルから触媒を利用して水素を取り出し」及び「燃料電池の燃料として水素を使用する」との事項にそれぞれ相当する。

(3)ア 本願明細書には、以下の記載がある。

「【0005】
水素そのものはエネルギーと水があれば比較的容易に製造出来る物質である。エネルギーとして太陽光発電あるいは風力発電等自然エネルギーを利用して発電した電力を使用して水を電気分解し、水素と酸素を生成し、水素を利用してエネルギーの貯蔵即ち、かたちを替えた電力の貯蔵を行なう。」、

「【0010】
多量の貯蔵と扱い易さの点からすれば、ケミカルハイドライドとし、液化するのが最も実用的で優れた方法である。即ち、メタノール或いはDME(ジメチールエーテル)を合成し貯蔵する方法である。」

イ 上記のとおり、本願明細書には、太陽光発電あるいは風力発電等自然エネルギーを利用して発電した電力を使用して水を電気分解し、水素と酸素を生成し、水素をケミカルハイドライドとし液化する、すなわち、メタノールあるいはDME(ジメチールエーテル)を合成し貯蔵する方法が、実用的で優れた方法であることが記載されているものと認められる。

ウ ここで、本願発明は、「自然エネルギー貯蔵方法」に係るものとされるところ、上記イによれば、該「自然エネルギー」は、DMEを合成する過程において使用されるエネルギーの一部をなすものと認められる。

エ してみると、本願明細書における「エネルギー貯蔵方法」とは、DMEを合成する過程において使用されるエネルギーが、水素として液化したDMEにおいて貯蔵されることを指すものと認められる。

オ そして、本願発明は、該エネルギーが「太陽光発電あるいは風力発電等自然エネルギー」であることが特定されたものと認められる。

カ 他方、引用刊行物1記載の発明は、液化したDMEを貯蔵し、触媒を使用しDMEを熱分解して顕熱をH_(2)として回収し、回収されたH_(2)を燃料電池車に供給したり、化学原料として工場、発電所に供給したりするエネルギー供給方法であるところ、DMEを合成する過程においてエネルギーが使用されることは明らかであるから、上記エを踏まえると、引用刊行物1記載の発明も、DMEを合成する過程においてエネルギーが、ケミカルハイドライドとした水素として、液化したDMEにおいて貯蔵される「エネルギー貯蔵方法」であるということができる。

キ したがって、両者は、「エネルギー貯蔵方法」である点において一致するといえる。

以上によれば、両者は、

「ジメチルエーテルを液化して貯蔵する段階と、ジメチルエーテルから触媒を利用して水素を取り出し、燃料電池の燃料として水素を使用する段階を有するエネルギー貯蔵方法。」

で一致し、以下の点で相違するものと認められる。

(4)本願発明では、水を電気分解して発生した水素を、触媒を用いて一酸化炭素または二酸化炭素と反応させジメチルエーテルを合成しており、該電気分解の電力は、太陽光発電及び風力発電の少なくとも1つの発電装置を含む自然エネルギー回収手段によって得られたものであるのに対し、引用刊行物1記載の発明では、ジメチルエーテルの製造方法が特定されていない点。

6 判断

(1)上記3(2)イの記載のように、液体燃料製造において、触媒の種類を変えることで、メタノール、ジメチルエーテル、ガソリン、灯油および軽油といった炭化水素を製造できることが技術常識であることを踏まえて、上記3(2)アの記載をみると、引用刊行物2には、

「太陽光発電や風力発電によって得られた電力を用いて水を電気分解して、水素と酸素を発生させ、発生した水素を一酸化炭素と反応させジメチルエーテルを合成する」

技術が示唆されていると認められる。

(2)引用刊行物1記載の発明において、ジメチルエーテルを合成する手段は、当業者が適宜選択し得る設計的事項というべきところ、上記(1)によれば、引用刊行物2の記載に接した当業者は、引用刊行物1記載の発明におけるジメチルエーテルを、太陽光発電や風力発電によって得られた電力、すなわち自然エネルギーを用いて水を電気分解して、水素と酸素を発生させ、発生した水素を、触媒を用いて一酸化炭素と反応させ合成したものとする、すなわち相違点に係る本願発明の構成とすることは、容易になし得ることである。

(3)そして、本願発明によってもたらされる効果を全体としてみても、引用刊行物1記載の発明及び引用刊行物2記載の技術から当業者が当然に予測できる程度のものであって、格別顕著なものとはいえない。

(4)なお、請求人は、審判請求の理由において、引用刊行物1は、排ガスの顕熱を用いてジメチルエーテルを分解することを開示しているのに対して、本願発明は、電力からジメチルエーテルに変換するものであり、互いに逆行する技術に関するものである旨、及び、引用刊行物2は、バイオマスからの燃料から触媒を用いてジメチルエーテルを生成するものである点において、基本的に異なる技術である旨主張するが、上記5(3)のとおり、引用刊行物1の発明も「エネルギー貯蔵方法」といえ、上記(1)のとおり、引用刊行物2の記載に接した当業者は、「太陽光発電や風力発電によって得られた電力を用いて水を電気分解して、水素と酸素を発生させ、発生した水素を一酸化炭素と反応させジメチルエーテルを合成する」技術を把握することができるから、採用できない。

7 むすび

したがって、本願発明は、当業者が引用刊行物1記載の発明及び引用刊行物2記載の技術に基いて容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。

よって、結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2013-08-05 
結審通知日 2013-08-07 
審決日 2013-08-22 
出願番号 特願2008-223452(P2008-223452)
審決分類 P 1 8・ 121- Z (H01L)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 門 良成  
特許庁審判長 中田 誠
特許庁審判官 服部 秀男
畑井 順一
発明の名称 ジメチルエーテル(DME)を利用した自然エネルギーの液化と貯蔵  
代理人 大塚 文昭  
代理人 中村 稔  
代理人 西島 孝喜  

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