Mikrobiologiczna ogniwa paliwowe (MFC – Microbial Fuel Cells) są na razie tylko ciekawostka z pogranicza wytwarzania energii i oczyszczania ścieków. Dzięki szybkiemu rozwojowi technologii i kolejnym doniesieniom o poprawie ich działania możemy spodziewać się ich szerszej obecności w przemyśle, ale również w naszym codziennym życiu.
Ogniwa paliwowe same w sobie stanowią nowość dla wielu osób. Gdy poznajemy ich funkcjonowanie i rolę jaką odgrywa w nich wodór dowiadujemy się, że wodór to tylko jedno z obliczy tych ciekawych źródeł energii. Poza takim substancjami jak metanol, czy amoniak ogniwa paliwowe mogą być zasilane ściekami, czy substancjami obecnymi w pobliżu systemu korzeniowego roślin.
W standardowym wodorowym ogniwie paliwowym reakcje zachodzą na powierzchni katalizatora, zwykle platyny, w mikrobiologicznym ogniwie paliwowym mamy do czynienia z biokatalizą, a więc reakcjami wspomaganymi mikroorganizmami.
Ponieważ liczba reakcji biokatalitycznych, zachodzących na elektrodach ogniwa jest praktycznie nieograniczona, to jednak większość z nich możemy sprowadzić do jednego uproszczonego schematu:
Podstawowe zalety mikrobiologicznych ogniwa paliwowych to:
- możliwość korzystanie z substratów organicznych, w tym ścieków miejskich, czy nawet pochodzących z hodowli zwierząt, które są mieszaniną wielu substancji. Oprócz tego paliwo stanowić mogą: etanol, glukoza, laktoza, ocet.
- pokojowa temperatura działania, dająca szerokie możliwości co do materiałów konstrukcyjnych, eliminująca konieczność dodatkowych urządzeń podgrzewających ogniwo do żądanej temperatury.
Przeszkodami, jakie obecnie limitują rozwój MFC są: niska wydajność prądowa, wysoki koszt elektrod i słaba skalowalność, czyli możliwość przejścia ze skali laboratoryjnej do półtechnicznej i przemysłowej. Rozwój nowych materiałów elektrodowych takich jak dwuwymiarowej nanostruktury daje nadzieję na rozwój tzw. „elektromikrobiologii”, czyli połączenie elektrochemii z mikrobiologii. Do osiągnięcia sukcesu brakuje dogłębnego poznania mechanizmu działania bakterii, które dostarczają elektronów i protonów do obiegu elektrycznego ogniwa paliwowego.