微生物燃料电池（Microbial fuel cell，MFC）是一种以微生物作为催化剂，将有机物中的化学能转变为电能的生物反应装置。

它利用微生物的作用进行能量转换，如碳水化合物的代谢或光合作用等，把呼吸作用产生的电子传递到电极上。

近年来它成为环境、新能源等多个领域的研究热点，其燃料来源广泛、污染物处理彻底、环境友好，产电的同时能够进行废水生物处理。

目前，对MFC的研究主要集中在产电、有机污水处理、环境生物修复、野外电源及传感器等领域。

典型的MFC包含阴极室和阳极室，两个室之间用质子交换膜（PEM）分隔开，这种MFC称为双室微生物燃料电池。

其工作原理是：在阳极区表面，水溶液或者污泥中的有机物，如葡萄糖、醋酸、多糖和其他可降解的有机物等在阳极微生物的作用下，产生CO2、质子和电子。

电子通过中间体或细胞膜传递给电极，并通过外电路到达阴极，质子通过溶液迁移到阴极后与O2发生反应生成水。

从结构上分还有一种单室微生物燃料电池，它的电极通常是阴阳极与膜压成”三合一”电极、阴极加膜压成”二合一”电极、无PEM或者加入多孔膜。

单室MFCs通常直接以空气中的O2为氧化剂，无需曝气，因此结构较为简单，成本低廉，更适合规模化。

根据Kim等人的实验，二者相比，单室的功率密度高于双室，这是因为单室无分隔材料和阴极液，内阻相对较小；而双室的库伦效率更高，原因是单室中O2易扩散到阳极室，消耗了部分电子。