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太陽能微生物燃料電池(SMFC)是基于非半導(dǎo)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(yīng)物來產(chǎn)生電力，其反應(yīng)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(guān)系，使得電池可以在日光下長時間發(fā)電，長達(dá)幾千小時，而不需補(bǔ)充微生物燃料電池反應(yīng)物。

據(jù)外國媒體報道，NRL生物分子科學(xué)和工程中心已經(jīng)獲得了美國關(guān)于完全由太陽能和微生物驅(qū)動的自組裝、自修復(fù)且獨立的微生物光電化學(xué)太陽能電池的專利。生物/分子科學(xué)與工程中心研究化學(xué)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(fù)，從而高度耐用;團(tuán)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(jié)合起來，以實現(xiàn)耐用的光電化學(xué)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(jī)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(jī)不同，SMFC設(shè)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(jī)物質(zhì)來再生反應(yīng)物。

當(dāng)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(yīng)中被重新利用。

SMFC將能量儲存與電力輸出相結(jié)合，當(dāng)陽光充足時，光合作用將導(dǎo)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(dāng)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(shè)備。

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