生物再生能源生技

人類面臨能源短缺，最終得靠太陽能，光合作用所吸收保存的生質能必得充分利用。不只在地球上，甚至人類移民月球、火星甚至太陽系以外，只要有如太陽般恆星的系統，此生質能技術均將不斷被改進利用。在地球上要能提供不斷增加的能源需求，而且要合乎經濟生產與ニ氧化碳中性的條件。

本書原僅為後學在台東大學生命科學系開設[生物再生能源技術]課程與在台東武陵戒治所開設[簡易應用生技]課程的講義，而且為配合不同科系、不同專業、不同的學經歷同學的選修，因此較通俗化，常識性，課程與實驗配合，旨在引起同學對生質能探索的動機，並可實際著手去做，而且多以簡易的儀設起始，後因同學反應尚佳而集為書，並略為加入理論部份，著眼於高中職(含)以上至大專程度同學參考之用，注重應用，希望引起年青人的興趣，以便朝更深入研究，而一般社會人士要是以應用為目標，本書亦頗有實用性，可做為入門的操作參考手冊。

本書後續將增修更多之理論部份。

李炎

學歷
美國楊百翰大學微生物與生化博士

經歷
國立臺東師範學院總務長、主任秘書、創育中心主持人、環教中心主任、國立臺東大學生命科學系主任、臺灣鹽業公司主任秘書

現職
國立臺東大學生命科學系副教授

獎項
1990年中華民國海外優秀青年獎章
1995年教育部優秀教育人員獎狀

生命科學未來發展有5大重心：
1.再生生技──無論用幹細胞技術或基因工程或其它方式能使斷臂再生，瞎眼再明，缺牙再長，殘缺恢復（如火傷、燙傷的皮膚復原）。
2.長壽健康生技──醫學相關生技如基因治療、癌症治療、減緩老化並使人能長保年青美貌。
3. 太空生命科學──人口增加，資源不足，垃圾堆積，環境污染，造成地球上部分地區不適人居，且最終地球亦將不足容納不斷繁衍之人類，人類必須向外太空   發展，外太空其他生命是如何？生命長期處於外太空如何？太空移民有關生命科學；如怎樣利用細菌分解太空船內糞便？循環用水？在太空船內長期航行及在其 它星球上如何生產糧食產生氧氣等。
4. 農業生技──增產糧食，農產改良，園藝生技等。
5.生物再生能源──人類面臨能源短缺，最終得靠太陽能，光合作用所吸收保存的生質能必得充分利用。不只在地球上，甚至人類移民月球、火星甚至太陽系以   外，只要有如太陽般恆星的系統，此生質能技術均將不斷被改進利用。在地球上要能提供不斷增加的能源需求，而且要合乎經濟生產與二氧化碳中性的條件。

本書原僅為後學在台東大學生命科學系開設《生物再生能源技術》課程與在台東武陵戒治所開設《簡易應用生技》課程的講義，而且為配合不同科系、不同專業、不同的學經歷同學的選修，因此較通俗化，常識性，課程與實驗配合，旨在引起同學對生質能探索的動機，並可實際著手去做，而且多以簡易的儀設起始，後因同學反應尚佳而集為書，並略為加入理論部份，著眼於高中職（含）以上至大專程度同學參考之用，注重應用，希望引起年青人的興趣，以便朝更深入研究，而一般社會人士要是以應用為目標，本書亦頗有實用性，可做為入門的操作參考手冊。因此，本書只是一個引子，期望未來賢者能有更進步更高深的論著。

台東大學 末學
李炎　謹識
2010/4/15

1 概　說  1
能（Energy）1
生質能源（Biomass energy）3
生質能料源分析4
溫室效應（Greenhouse effect）5
能源供應問題  7
第二代生質能  11
生質能與石化能源比較  15
生質能源的型式（Types of Bio-energy）16

2 直接燃燒  21
裂解（Pyrolysis）24
實驗  26
共生能源（Cogeneration energy）26

3 植物油或動物脂肪轉化為生質柴油
（Biodiesel）27
生質柴油  31
廢油為原料以化學觸媒製生質柴油製作實驗  32
生物觸　轉酯化技術  34
利用生物觸媒生產生質柴油  35
其他方式生產技術  39

4 生物電池  45
生物電池運作機制  46
微生物電池（microbial fuel cells, MFCs）原理  49
微生物電池製作實驗  61
水果電池  73

5 生物發電  79
電魚類發電  79

6 無氧分解 (Anaerobic digestion)  83
產沼氣  83
沼氣的發酵條件  85
經厭氧發酵製造甲烷流程圖  86
篩選培養產甲烷菌需厭氧技術  86
生質產沼氣  90
沼氣池建構  96
沼氣純化  106
沼氣之儲存及輸送  107
沼氣池的日常管理  107
沼氣池的安全運行  108
甲烷計量  109
產甲烷實驗  109

7 發酵產酒精  113
相關實驗  114
酒精  114
製米酒實驗  117
製酒精實驗  121
實驗  124
 培養液中糖份檢測  129
化學分析法測糖濃度  132
糖發酵產酒精  136

8 藍菌或藻類產氫  137
藍菌或藻類產氫  146
藍菌產氫實驗  148
微生物厭氧分解有機物使產氫  150
實驗  151
氫氣計量  154
氫氣的儲存與運輸  155
如何利用氫氣產生能量  156
未來挑戰  158

9 以藻類或藍菌產油脂再用為能源  159
藍菌或藻類產油脂  161
微藻液化產油（Liquefaction of microalgae）164
藻氫化作用（Algal hydrogenation）166
研發以Escherichia coli（E.coli）生產油脂  167

10 生物科技改良植物、微生物使速產生質　169
植物加速成長之改良  170
實驗  172
海藻直接提煉生質燃油  177

11 質能源利用相關議題  179
推廣生質燃料的影響因素  180
結論  183