微生物燃料电池（Microbialfuelcell，MFC）是利用产电微生物为阳极催化剂，将储存在有机物中的化学能直接转化为电能的理想装置,在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景。本文主要为大家介绍一下微生物燃料电池基本原理、优点及应用，希望能够对大家认识微生物燃料电池有所帮助。
微生物燃料电池基本原理
微生物燃电池（microbialfuelcells,MFCs）是藉由微生物的催化反应，将化学能（燃料）转换为电能的组件（AllenandBennetto,1993；MinandLogan,2004；Lovleyetal.,2004）。典型的微生物燃电池是由阳极和阴极，以及一片质子交换膜所构成，微生物于阳极分解氧化燃料，并同时产生电子和质子，电子可经由外部电到达阴极，而质子则通过质子交换膜到阴极，在阴极会消耗电子和质子与氧结合产生水（Kimetal.,2003）。如下图所示（ScholzandSchronder,2003），这是以葡萄作为燃料，Rhodoferaxferrireducens做为催化氧化还原反应的微生物，可简明微生物燃电池的反应。
微生物燃电池示意图
附着在电极上的微生物，对燃电池而言，除分解槽中的燃料外，传递电子到电极表面也为重要的功能之一。ChaudhuriandLovley（2003）发现附着在电极纤维上的嗜甜微生物（R.ferrireducens）的生物膜，不仅具有将电极表面作为终端电子接受者的细胞构造，也具有在细胞膜运输电子与质子的功能，但这些机制的细节仍须加以研究，且细胞的附着性与细胞之间的讯息传递情形，对细胞生物学的領域而言，也是个重要但未知的学问（Palmore,2004）。
微生物燃料电池的优点
1、原料广泛
可以利用一般燃料电池所不能利用的多种有机、无机物质作为燃料，甚至可利用光合作用或直接利用污水等。也就是说，地里的高粱秆，吃剩的香蕉皮，甚至是洗菜水都可以转变成电能。
2、操作条件温和
一般是在常温，常压，接近中性的环境中工作的。这使得电池维护成本低，安全性强。微生物的培养通常不需要苛刻的条件。
3、资源利用率高、无污染
既然微生物可以利用如此多的有机原料和无机原料，那么就不必担心要像烧火炉一样每天掏灰，而且不像直接燃烧那么乌烟瘴气，能量利用率也上了一个台阶。
微生物燃料电池的应用
1、提供电能；
2、废水处理；
3、生物修复；
4、生物传感器。
微生物燃料电池的利用方向
1、利用MPC输出电能的特点进行新型能源的开发；
2、利用MPC电流与水中有机物之间的定量关系进行新型污水水质检测方法的研究；
3、利用MPC的特殊环境对特殊性能的微生物进行驯化。
微生物燃料电池具有广泛的应用开发前景，但是燃料电池功率低束缚了微生物燃料电池的进一步发展。因此，解决微生物燃料电池发展的瓶颈因素，应依托生物电化学、深入研究非贵金属催化剂、阴阳极材料的优化、质子交换膜的改善、微生物的筛选和培育、生物膜固化技术、MFC机构的研究与开发。