赵晓敏：清华大学副教授，留美学者，考博英V•K•古普塔(V. K. Gupta)和玛丽亚•G•图伊(Maria G. Tuohy)博士都是可再生能源研究领域内的知名专家。古普塔博士已荣获了包括著名的印度农业研究理事会(ICAR)的高级研究员奖、2009年和2011年的年度青年科学家奖以及2009年的年度金质奖等奖项。古普塔博士是国际当代生物学家学会(International Society of Contemporary Biologist)、应用生物技术学会(Society of Applied Biotechnology)和印度海因德农业-园艺协会(Hind Agri-Horticultural Society)的成员。图伊博士是爱尔兰国立高威大学(National University of Ireland Galway)自然科学学院生物化学系分子糖链生物工艺学(Glycobiotechnology)课题组组长。图伊博士和她的团队已经开发了利用包括第三代生物质原料在内的陆地、海洋生物质和废弃物的生物能源和生物炼厂的关键酶基专利技术。她还是欧盟第七科技框架计划中的生物燃料平台(EU FP7 Biofuels Platform)和爱尔兰国家研究植物网络中心(National Research PhytoNetwork)的成员。

以非粮原料生产的第二代和第三代生物燃料技术是未来生物燃料技术的发展方向，能避免第一代生物燃料大规模生产引发的粮食安全问题，是解决大规模生产液体化石燃料的替代品的重要解决途径。本书从生物燃料资源、预处理技术、转换技术、工艺路线、能源化工产品等多方面，详细地介绍了以纤维素乙醇和微藻生物柴油等先进生物燃料技术为代表的第二代和第三代生物燃料技术在世界范围内的最新研发进展、所面临的挑战和前景展望。本书适用于从事生物燃料开发的技术人员和管理人员阅读，也可以作为高等院校相关专业师生的教材或参考书。

第一部分 可持续发展和技术挑战

第1章 从木质纤维素生物质制发酵糖：技术挑战(1)
1.1引言(1)
1.2 木质纤维素原料(2)
1.3 预处理方法和相关的挑战(8)
1.4 结论(16)
参考文献(17)

第2章 泰国棕榈生物柴油生产的可持续性评价(23)
2.1 引言：全球生物柴油生产和运输业使用的现状和挑战(23)
2.2 泰国生物柴油的发展及可持续性评价的必要性(24)
2.3 泰国棕榈生物柴油系统(26)
2.4 棕榈生物柴油的环境可持续性(29)
2.5 生物柴油生产的社会经济影响(32)
2.6 实现泰国棕榈生物柴油可持续发展的建议(34)
2.7 结论(37)
参考文献(37)

第二部分 预处理技术

第3章 木质纤维素生物质物理和化学预处理方法的研究进展(41)
3.1 引言(41)
3.2 木质纤维素材料(42)
3.3 预处理(46)
3.4 预处理工艺(52)
3.5 结论(69)
参考文献(70)

第4章 生物燃料加工中的酸预处理技术及
草本生物质预处理后的SEM分析(83)
4.1 引言(83)
4.2 草本植物(93)
4.3 乙醇的生产(93)
4.4 限制木质纤维素水解的因素(94)
4.5 预处理(94)
4.6 扫描电子显微镜(96)
4.7 结论(99)
参考文献(100)

第三部分 转化技术

第5章 真菌酶在全球生物燃料生产中的作用(103)
5.1 引言(103)
5.2 木质纤维素和植物细胞壁(104)
5.3木质纤维素和生物燃料(108)
5.4 生物炼制(109)
5.5 生物炼制中的真菌(111)
参考文献(120)

第6章 生物燃料生产过程中酶糖化技术的研究进展(123)
6.1 引言(123)
6.2 为什么要进行预处理(124)
6.3 木质纤维素水解酶(126)
6.4 影响酶水解的因素和生物转化过程中的难题(134)
6.5 结论(137)
参考文献(137)

第7章 生物质生产生物燃料中使用的微生物糖苷水解酶(145)
7.1 生物燃料介绍(145)
7.2 用于生产第二代和第三代生物燃料的生物质(147)
7.3 木质纤维素降解所需的预处理(149)
7.4 木质纤维素的酶水解(151)
7.5 用于木质纤维素糖化作用的外源性或内源性酶(153)
7.6 利用藻类淀粉生产乙醇(155)
7.7 结论(156)
参考文献(157)

第8章 用于木质纤维素联合生物加工的纤维素水解酶的开发(161)
8.1 引言(161)
8.2 原料(164)
8.3 转化技术(166)
8.4 CBP生物酶体的开发(168)
8.5 联合生物加工工艺与现有生物产业的集成(178)
8.6 结论(179)
参考文献(180)

第四部分 生物燃料资源

第9章 未来生物燃料生产的潜在生物资源概述(191)
9.1 引言(191)
9.2 与生物燃料生产有关的情况(192)
9.3 液体生物燃料(195)
9.4 生物丁醇(204)
9.5 生物柴油(208)
9.6 产乳胶植物作为生物燃料的来源(212)
9.7 结论和前景展望(214)
参考文献(216)

第10章 由木质纤维素生产的第二代生物乙醇和可再生化学品(223)
10.1 引言(223)
10.2 第一代生物燃料(224)
10.3 第二代生物燃料(225)
10.4 木质纤维素生物转化成乙醇的优点和障碍(226)
10.5 结论和发展趋势(230)
参考文献(230)

第五部分 生物燃料、副产品及相关技术

第11章 微生物组群发酵生物制氢(233)
11.1 引言(233)
11.2 生物制氢机理(235)
11.3 暗发酵(236)
11.4 光发酵(242)
11.5 连续暗发酵和光发酵(246)
11.6 联合暗发酵和光发酵(247)
11.7 结论(248)
参考文献(249)

第12章 生物氢作为生物燃料的未来前景和改善途径(257)
12.1 引言(257)
12.2 不同生物制氢方法(258)
12.3 产氢微生物(262)
12.4 生物制氢的瓶颈(262)
12.5 提高生物氢产量的途径(263)
12.6 未来展望(265)
12.7 结论(265)
参考文献(266)

第13章 微藻生物制氢(269)
13.1 引言(269)
13.2 微藻制取H2的可持续性(270)
13.3 生产路线(271)
13.4 藻类工程(274)
13.5 可持续性(276)
13.6 生命周期评价(277)
13.7 技术壁垒(277)
13.8 前景展望(278)
13.9 结论(278)
参考文献(278)

第14章 微生物燃料电池作为可持续再生生物能源的原理及其应用(285)
14.1 微生物燃料电池简介(285)
14.2 微生物燃料电池的工作原理(286)
14.3 微生物燃料电池的应用(290)
14.4 本章小结与展望(309)
参考文献(309)

第15章 生物法制甲烷的发展前景(319)
15.1 引言(319)
15.2 厌氧处理技术的应用(320)
15.3 生物燃气在生物炼制过程中的作用(323)
15.4 展望(339)
参考文献(340)

第16章 从生物质生产生物乙醇：概述(345)
16.1 木质纤维素生物质原料(345)
16.2 生物质到乙醇过程(348)
16.3 来源于生物质的乙醇生产的工艺集成(365)
16.4 总结(376)
参考文献(377)

第17章 从生物质生产生物丁醇(385)
17.1 引言(385)
17.2 丁醇的性质和用途(385)
17.3 丁醇生产的历史(387)
17.4 化学生产过程(389)
17.5 生物化学生产途径(392)
17.6 生物丁醇生产过程的最新改进(395)
17.7 结论(402)
参考文献(402)

第18章 生物燃料及其副产品的生命周期环境影响(409)
18.1 引言(409)
18.2 LCA的方法论和框架(414)
18.3 精选生物燃料LCA应用实例(421)
18.4 案例研究：藻类生物柴油LCA(424)
18.5 结论：LCA在可持续生物燃料发展中的广泛作用(427)
参考文献(428)

第19章 生物电化学系统的原理及应用(435)
19.1 引言(435)
19.2 电化学活性菌(EAB)细胞外的电子传输(437)
19.3 生物电化学系统性能评价参数(442)
19.4 生物电化学技术的应用(446)
19.5 总结(452)
参考文献(453