微生物燃料电池PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1　能源需求 1

1.2　能源及全球气候变化的严峻性 2

1.3　生物产电——微生物燃料电池产电工艺 4

1.4 MFC与水资源的可持续性 5

1.5　用于废水处理的MFC技术 6

1.6 MFC的可再生产能 8

1.7 MFC技术的其他应用 9

1.8　参考文献 10

第2章 胞外产电菌 12

2.1　简介 12

2.2　电子转移的机制 13

2.2.1　纳米导线 13

2.2.2　细胞-表面的电子传递 16

2.2.3　中介体 16

2.3　应用已知的产电菌来进行MFC研究 18

2.3.1　产电菌在没有外源中介体条件下的产电过程 18

2.3.2　产生电子中介体的胞外产电菌 21

2.4　群落分析 21

2.4.1 阴极室利用氧气的MFC 22

2.4.2　除氧气外的其他电子受体MFC 23

2.4.3　沉积物MFC 25

2.4.4　高温MFC 26

2.5　将MFC作为工具研究胞外产电菌 26

2.6　参考文献 28

第3章 电压的产生 32

3.1　电压和电流 32

3.2　基于热力学关系的最大电压 32

3.2.1 阳极 34

3.2.2　阴极 36

3.3　阳极电位和酶电位 37

3.4　设定阳极电位时群落与酶的作用 41

3.5　发酵细菌的电压产生 42

3.6　参考文献 44

第4章 能量的产生 46

4.1　能量的计算 46

4.2　库仑效率和能量效率 49

4.3　极化曲线及功率密度曲线 50

4.3.1　影响电池电压的因素 51

4.3.2 MFC的内阻 53

4.4　内阻的测量 54

4.5　反应器的化学和电化学分析 56

4.6　参考文献 59

第5章 MFC材料 61

5.1　寻找廉价、高效的材料 61

5.2 阳极材料 62

5.3　膜和分隔物（化学物质的过膜传递） 67

5.4　阴极材料 73

5.4.1　以碳为基体的阴极 73

5.4.2　其他阴极和阴极电解液 76

5.5　不同材料的长期稳定性 77

5.6　参考文献 80

第6章 MFC构型 83

6.1　总体要求 83

6.2　空气阴极MFC 84

6.3　使用溶解氧的液体阴极 90

6.4　可溶性阴极电解液或恒电位的两室反应器 93

6.5　管状填充反应器 96

6.6 MFC堆栈 98

6.7　金属阴极电解液 100

6.8　生物产氢MFC 101

6.9　未来可放大的MFC结构 103

6.10　参考文献 103

第7章 反应动力学与质量传递 107

7.1　反应动力（质量传递）模型 107

7.2　速率常数的边界条件和细菌特性范围 108

7.3　单层细菌的最大功率输出 112

7.4　传质到生物膜的最大效率 114

7.5　单位体积反应堆的传质 117

7.6　参考文献 118

第8章 微生物电解池 120

8.1　操作原理 120

8.2 MEC系统 122

8.3　氢气产率 124

8.4　氢气回收率 125

8.5　能量回收 126

8.6　氢损失 132

8.7 MEC与MFC系统的差异 134

8.8　参考文献 135

第9章 MFC在废水处理中的应用 137

9.1　污水处理厂的工艺流程 137

9.2 MFC替代生物处理反应器 140

9.3　污水处理厂的能量平衡 144

9.4　污泥减量化的意义 147

9.5　脱氮除磷 147

9.6　产电与产甲烷 148

9.7　参考文献 150

第10章 MFC的其他应用 153

10.1　基于MFC技术的其他应用 153

10.2　沉积物MFC 153

10.3　强化的沉积物MFC 157

10.4　使用MFC技术进行生物修复 158

10.5　参考文献 160

第11章 制作属于自己的MFC 162

11.1　写给新入门的科研工作者和发明者 162

11.2　选择接种体和培养基 164

11.3 MFC的材料：电极和膜 166

11.4　便于组装的MFC构型 167

11.5 MEC反应器 169

11.6 MFC的运行和评价 170

11.7　参考文献 171

第12章 MFC的展望 172

12.1 MFC的昨天和今天 172

12.2 MFC商业化的挑战 173

12.3　成就和展望 174

12.4　参考文献 175