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随着减缓气候变化成为全球性问题，每个国家都在推动采用太阳能或风能等可再生能源发电。最近，利用微生物从废水中发电的微生物燃料电池与广为人知的太阳能发电和风力发电一起受到关注。
燃料电池具有电子开始在外电路中流动的阳极和电子在外电路中流动的阴极，并且在两个电极之间消耗给定的燃料以产生电。微生物燃料电池的特点是通过分解有机物提取电子的微生物负责在电极处从燃料中提取电子的反应。
在微生物燃料电池中，阳极室和阴极室被膜隔开，催化微生物在阳极生长，燃料中的有机物分解并转化为电子和氢离子。在这个反应中产生的电子通过外部电路流入阴极室，氢离子也通过膜移动到阴极室，在那里氢离子和电子反应生成水。它是燃料中的有机物不断被微生物分解，通过外电路将电子转移到阴极室产生电流的结构。
可以运行小风扇和 LED 灯的微生物燃料电池已经开发出来。此外，微生物燃料电池耐盐性强，常温下运行，具有可以使用多种材料作为燃料的优势，因此未来发电系统有可能发生重大变化。
那么，未来微生物燃料电池有哪些有前景的应用呢？一是利用粪肥发电。可生物降解的有机物，包括粪便和尿液，作为微生物燃料电池发电的燃料正在引起人们的注意。事实上，正在非洲加纳的厕所中实施微生物燃料电池的研究表明，厕所有可能成为发电厂。
在这个实验中，两年来，配备微生物燃料电池的马桶通过去除尿液中的氮和粪便堆肥，产生足够的电力来为浴室的 LED 灯供电。这种结构可以利用厕所粪便作为燃料发电，在没有维护电网的偏远地区或难民营中可以发挥很大的作用。
接下来是用植物发电。通过应用微生物燃料电池，可以通过活植物发电。植物在生长过程中会产生葡萄糖等碳水化合物，但这一部分会作为根部渗滤液四处流动。因此，可以通过在根部周围远离阳极室隔膜安装阴极室来制造微生物燃料电池。微生物使用根部渗滤液作为燃料来提取电子，并将它们用于照明和通过外部电路为设备充电。由植物供电的微生物燃料电池可以彻底改变无法接入电网的孤立社区的发展。未来，或许可以使用行道树来照亮城市街道。
三是低功耗海水淡化系统。在利用微生物的脱盐系统中，在微生物燃料电池的阳极室侧安装阴离子交换膜，在阴极室侧安装阳离子交换膜，在两层膜内放置待脱盐的水。当微生物发生反应并从阳极室产生氢离子时，氢离子穿过阴离子交换膜向待脱盐的水中移动。因此，在被脱盐的水中，阴离子通过阴离子交换膜流向阳极室。另一方面，由于电子通过外部电路向阴极室移动并且氢离子在反应中被消耗，因此来自待脱盐水中的阳离子通过阳离子交换膜流向阴极室。
通过重复这种相互作用，被两层膜包围的水就是淡水。由于将现有海水转化为淡水的系统会消耗大量能源，因此在发展过程中实现大规模海水淡化的方法可以是创新的。
下一步是提高甲烷发酵过程的效率。沼气发酵法是一种提取沼气的方法，沼气主要由沼气组成，通过微生物分解废水中含有的有机物可以作为天然气使用。甲烷发酵通常效率低下，但将甲烷发酵与微生物燃料电池系统相结合的电甲烷生成可以提高甲烷发酵的效率。
由于目前正在研究几种新型微生物燃料电池的商业化，因此也可以预期为长期太空任务供电的可能性，其中微生物燃料电池用于太空发电。相关信息可以在这里找到。
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