太陽能微生物燃料電池（SMFC）是基于非半導體的系統(tǒng)，通過使用密封于燃料電池中的微生物消耗反應物來產(chǎn)生電力，其反應物（葡萄糖和氧）則由另一組微生物通過光合作用固定二氧化碳和水在燃料電池內(nèi)部再生。這種相互依賴的共生關系，使得電池可以在日光下長時間發(fā)電，長達幾千小時，而不需補充微生物燃料電池反應物。

 

生物/分子科學與工程中心研究化學家Lenny Tender博士表示，自然光合系統(tǒng)，如樹木和藻類由于自我修復，從而高度耐用；團隊將光合生物與自組裝和自我維持的微生物燃料電池（BMFC）結合起來，以實現(xiàn)耐用的光電化學太陽能電池。

 

BMFC通過下側(cè)水中的氧（氧化劑）氧化存在于沉積物孔隙的有機物質(zhì)（燃料）產(chǎn)生電力，并且通過外部電路連接到位于上側(cè)水中的陰極，其中，陽極由海洋沉積物組成。與開放的基于海洋的BMFC發(fā)電機不同，SMFC設備不需要來自沉積物和海水的持續(xù)流動來保持發(fā)電，而是循環(huán)利用封裝在單元內(nèi)的有機物質(zhì)來再生反應物。

 

當二氧化碳積聚和上側(cè)水中的氧氣消耗時，在較淺的沿海環(huán)境中獲得的微生物得以加速繁殖，這些生物使用太陽能將電極產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為葡萄糖和氧氣，這可以在電極反應中被重新利用。

 

SMFC將能量儲存與電力輸出相結合，當陽光充足時，光合作用將導致燃料和氧化劑的產(chǎn)生，其中一些可以立即用于產(chǎn)生電力，而當沒有太陽時，剩余部分積累用于以后使用。這一理想過程，無需電容器或電池存儲設備。

 

SMFC可以串聯(lián)組成電堆以增加電壓，并且可以為當前使用常規(guī)光伏電源的任何設備供電。但是，還需進一步解決限制因素以完成商業(yè)化。

 

太陽能微生物燃料電池的專利由美國專利商標局（USPTO）發(fā)布，專利名為Method and apparatus for generating electrical power using sunlight and microorganisms，專利號：＃9531027。