Biodiesel Basics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Kemp, William

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:$ 22.54

装帧:

isbn号码:9780973323375

丛书系列:

图书标签:

• Biodiesel
• Renewable Energy
• Alternative Fuels
• Biofuels
• Sustainability
• Chemical Engineering
• Energy Policy
• Green Chemistry
• Environmental Science
• Fuel Technology

太阳能驱动的未来：从微藻到先进生物燃料的综合指南 一部深入探索非传统生物燃料领域，聚焦于下一代可持续能源解决方案的权威著作。 书籍概述： 《太阳能驱动的未来：从微藻到先进生物燃料的综合指南》并非一本关于传统生物柴油生产的入门手册，而是一部面向研究人员、能源政策制定者、化学工程师以及所有关注可持续能源转型未来的人士的深度技术专著。本书聚焦于生物燃料领域中最具前景、却也最具挑战性的前沿技术，即微藻生物燃料的规模化生产、合成生物学在燃料分子设计中的应用，以及如何将非食用生物质转化为高价值燃料和化学品。 本书的核心论点在于：要实现真正的能源独立和碳中和，我们必须超越第一代和第二代生物燃料的局限，全面转向基于先进光合作用和生物催化转化的第三代和第四代技术。 第一部分：微藻——生物炼制的终极平台 本部分彻底摒弃了对常见油料作物（如大豆或油菜籽）的讨论，转而深入剖析微藻在生物燃料生产中的潜力与实际障碍。 第一章：微藻生物学的精细调控与代谢工程 本章详细考察了数十种具有高脂积累潜力的微藻（如小球藻属、杜氏盐藻、螺旋藻）的生理学特性。重点不在于“如何收获”，而在于“如何设计”。深入探讨了光合作用路径的优化，包括RuBisCO酶效率的提升和氮饥饿诱导下的脂质积累调控机制。 代谢通路的重编程： 阐述了如何利用CRISPR/Cas9等基因编辑工具，对微藻的碳固定和脂肪酸合成路径进行“重新布线”，以期直接生产长链烷烃或特定分子量的脂肪酸甲酯替代品，而不是仅仅积累三酰甘油。 光生物反应器设计的物理化学挑战： 对比了开放池系统和封闭式光生物反应器（PBRs）的能效比。重点分析了光穿透深度、CO2传递效率以及剪切应力对细胞生长的影响，并提供了应对大规模培养中光照限制的计算流体力学（CFD）模型应用案例。 第二章：从生物质到燃料：高效分离与转化技术 本章不涉及经典的酯交换反应，而是专注于微藻生物质的非热化学转化路径。 细胞破壁技术的能源评估： 比较了超声波、高压均质、酶解和电穿孔等方法在最小化能量投入下实现高效细胞内容物释放的效率。探讨了集成式连续流反应器的设计理念。 绿色催化转化： 详细介绍了超临界水氧化（SCWO）和水热液化（HTL）技术在处理高含水率微藻泥中的应用。着重分析了HTL过程中，如何通过精确控制温度和压力，引导生物质向生成“生物原油”（Bio-Crude）的方向转化，并讨论了原油中氮、氧杂原子的去除策略，以提高燃料的能量密度和储存稳定性。 第二部分：合成生物学与下一代分子设计 本部分将视角转向利用工程微生物作为“活体化工厂”，直接生产结构复杂的先进燃料分子。 第三章：非天然燃料分子的细胞工厂构建 本章的核心是跳出传统脂肪酸酯的范畴，关注如何利用酵母、大肠杆菌或蓝藻生产具备航空燃料特性的分子。 萜烯类和聚酮类燃料： 深入介绍如何构建和优化异戊二烯焦磷酸（IPP）和二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）的合成路径，以生产高能量密度的倍半萜烯或金盏花类燃料前体。讨论了产物分泌与细胞毒性的平衡问题。 微生物燃料电池与直接电化学转化： 探讨了利用嗜电子微生物直接从有机物或光能中捕获电子，并将其导向电极以合成特定碳链燃料的技术路径，这是实现燃料生产与电网耦合的前沿交叉领域。 第四章：从实验室到工业规模：生物合成的放大效应 本章侧重于工程学而非生物学本身，探讨如何使复杂的生物合成过程在工业规模上保持稳定性和经济性。 过程分析技术（PAT）在生物反应中的应用： 介绍使用在线拉曼光谱、近红外光谱实时监测细胞内代谢物浓度和酶活性，以实现对发酵过程的闭环控制。 下游分离的创新： 探讨使用模拟移动床（SMB）色谱或选择性膜分离技术，从复杂的发酵液中高效、低能耗地分离出高纯度的目标燃料分子，避免传统蒸馏带来的高能耗。 第三部分：生物质的化学重构与集成生物精炼 本部分关注如何处理那些不适合直接用于微藻培养的第二代甚至“零代”生物质，并将其系统地转化为高价值燃料和材料。 第五章：木质纤维素的深度解聚与催化升级 本书详细阐述了如何克服木质素的抗降解性，实现高效转化。 木质素的特异性裂解： 聚焦于“催化解聚”（Catalytic Depolymerization）而非传统的预处理。分析了在温和条件下，使用特定金属氧化物或离子液体选择性地断裂木质素中的C-O键，保留碳骨架的策略。 生物质衍生的平台化学品： 强调生物燃料生产应是集成生物精炼的一部分。介绍了如何将纤维素水解得到的葡萄糖或木糖，通过微生物转化为琥珀酸、乳酸或丁二醇等平台化学品，这些中间体随后可催化转化为高辛烷值的烃类燃料。 第六章：政策、经济学与全生命周期评估（LCA） 本章超越技术细节，探讨先进生物燃料进入市场的可行性。 超越“燃料”的价值链： 分析了从微藻中提取高附加值成分（如虾青素、Omega-3脂肪酸）后的“联产”经济模型，如何补贴燃料生产的高昂成本。 真正的碳减排核算： 提供了严谨的LCA方法论，用以量化先进生物燃料在土地利用变化（LUC）、化肥消耗以及反应器能耗方面的实际环境足迹，确保所提倡的技术路径真正实现了碳负排放或最低碳排放的目标。 总结： 《太阳能驱动的未来》是一份面向未来的路线图，它拒绝重复既有的知识框架，而是将读者的注意力引向那些需要突破性的工程、化学和生物学创新的领域。本书为读者提供了一个宏大而精密的视角，理解如何通过工程化设计和系统整合，将阳光和二氧化碳转化为下一代驱动世界的清洁动力。

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