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(科力远混合动力技术有限公司，上海 201501)

0 引 言

微生物燃料电池(microbial fuel cell ,MFC)的研发为可再生能源生产和废弃物处理提供了一条新途径。利用微生物的光合作用和呼吸作用等反应进行能量转换，可以将生物质化学能转化为电能，且同时实现对污染物的处理，应用前景广泛，近几年发展尤为迅速。从MFC的工作原理、常见构型及其主要部件入手，较为全面地概述了近几年MFC 的研究现状及其应用进展，为将来的研究工作提供一定的参考。

1 工作原理及电子转移机制

1.1 基本工作原理

微生物燃料电池是一种利用微生物作为生物催化剂来氧化降解有机碳源或无机物质，并产生电流的装置。阳极、阴极和中间隔膜是微生物燃料电池的三大基本组成部分。

其基本运行原理是：首先阳极室中微生物催化氧化基底释放出电子和离子，电子通过一组呼吸酶在细胞间传递，并借助中间体等传递到阳极，被最终电子受体(Terminal electron acceptor , TEA)接收，再通过外电路导线传递到阴极。而离子则被释放在阳极室电解质溶液中，其中部分通过中间质子交换膜扩散至阴极室，并与到达阴极的电子和阴极电子受体发生三相还原反应，由此形成电流回路。

1.2 电子转移机制

氧化细菌产生的电子转移过程根据发生场所不同，可以分为胞内/胞外转移，目前常说的电子转移主要指胞外电子转移。不管是自养微生物还是异养微生物，电子的产生均发生在细胞内部环境中，而电子在细胞内的传递多依赖于微生物自身的复合蛋白质等物质，电子在细胞外的传递则多没有完整的传递体系。……