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第1章 概论 1

1.1 能源需求 1

1.2 能源危机及全球气候变化的严峻性 4

1.3 废物能源化技术 7

1.4 微生物燃料电池的发展历程 16

1.5 燃料电池及微生物燃料电池的基本分类 17

1.6 微生物燃料电池的基本特点 21

第2章 微生物燃料电池结构 26

2.1 微生物燃料电池结构概述 26

2.2 五种结构不同的MFC 28

2.3 间接MFC和直接MFC 33

2.4 不同阴极MFC 36

第3章 微生物燃料电池电极材料 44

3.1 阳极材料 45

3.2 阴极材料 49

3.3 质子交换膜 52

3.4 阴阳极电解液 59

3.5 微生物燃料电池的底物 60

3.6 总结与展望 62

第4章 耦合型生物燃料电池 63

4.1 耦合型生物燃料电池的国内外研究进展 63

4.2 污染控制过程的原理和特点 67

4.3 系统的生物催化反应动力学 70

4.4 过程燃料产物的分离与纯化 75

4.5 耦合型生物燃料电池的电极、质子交换膜和电解质的问题 78

4.6 电子传递与电极反应 81

4.7 耦合型生物燃料电池模型的建立与系统优化 83

4.8 系统的结构、设计、组装、操作与评价 87

第5章 细胞外产电微生物 91

5.1 简介 91

5.2 电子转移的机制 92

5.3 细菌的形态结构与生理特点 94

5.4 群落分析 101

5.5 将MFC作为工具研究胞外产电菌 105

5.6 微生物驯化与鉴定 105

5.7 微生物电解池产氢与传统产氢方法的比较 114

第6章 发电原理与效能 116

6.1 微生物燃料电池的原理 116

6.2 间接微生物燃料电池 117

6.3 直接微生物燃料电池 119

6.4 微生物燃料电池的材料研究 126

6.5 微生物燃料电池的模型研究 132

6.6 微生物燃料电池应用概况 133

第7章 电池能量的计算 135

7.1 电压和电流的计算 135

7.2 MFC热力学分析和能量效率 137

7.3 库仑效率 140

7.4 极化曲线及功率密度曲线 144

7.5 内阻 149

7.6 阴极电位损失 152

7.7 反应器的化学和电化学分析 154

7.8 MFC中微生物的分析 155

第8章 微生物燃料电池中的传质与扩散过程 159

8.1 微生物燃料电池中的传质与扩散过程的现代研究方法 159

8.2 微生物燃料电池中的传质与扩散过程 161

8.3 强化传质与扩散材料的制备与种类 163

8.4 生物多孔电极、电解质与隔膜间的传质扩散 166

第9章 微生物电解池 169

9.1 操作原理 169

9.2 微生物电解池系统 174

9.3 氢气产率 177

9.4 氢气回收率 179

9.5 能量回收 181

9.6 氢损失 195

9.7 MEC与MFC系统的差异 197

第10章 MFC在废水处理中的应用 207

10.1 概述 207

10.2 MFC在污水处理厂的应用 209

10.3 MFC处理有机废水的研究 213

10.4 MFC在各种环境污染治理中的应用 216

第11章 MFC的其他应用 221

11.1 基于MFC技术的生物传感器 221

11.2 沉积物MFC 226

第12章 MFC的发展前景 233

12.1 MFC的研究现状及前景 233

12.2 MFC的应用现状及前景 242

参考文献 253