微生物燃料电池（MFC）是一种运用自然界细菌及仿真细菌为催化剂，将化学能转为电能的装置，主要由阳极、阴极以及相隔两者的质子交换膜（PEM）组成。在阳极的微生物会吃下电解液中的生物基质，释放出电子和质子，电子经由外部电路到达阴极，而质子则通过质子交换膜抵达阴极，根本就是真实世界的皮卡丘！

但为了确保微生物不会因为挨饿而罢工，必须不断以帮浦输送新食物，近几年科学家都得靠着外部电源持续供应食物，确保电池正常运作，但这样一加一减，等于抵销原本电池的意义。

不过靠着细菌发电的日子可能即将成真，美国爱荷华州立大学（Iowa State University）的研究人员首次开发出不需要外部电力的3D 微生物燃料电池（MFC），而且还是用纸制造！这种3D 微生物燃料电池虽然还在原型阶段，但已为电池指出一条新道路。

爱荷华州立大学团队打造的纸质MFC 原型，以毛细现象取代帮浦引导液体流动，把食物“铁氰化钾（potassium ferricyanide）”供应给微生物“Shewanella Oneidensis MR-1”。

研究团队在纸张刻上细微的管道，不需要任何电力，就能引导细菌和铁氰化钾自动沿着细小管道，从培养皿一路流向彼此，当双方在装置中间的腔室碰面时，细菌就会分解铁氰化钾，释放电子，而位在两张纸（通道）中间的质子交换膜，则负责控制电子的流动。

实验结果显示，这套52.5 微升的设备在没有外力介入下，连续五天产生最大1.3 μW（微瓦） 的电力以及52.25 μA（微安） 的电流，换言之，这种微生物燃料电池可供应25W/m3 的电能，虽然目前效率不高，还不能为手机或电脑充电，但已是微生物燃料电池环境友善的一大步。

研究团队将继续研究如何透过流速和温度的调整增加发电量，也会想办法让设备进一步缩小且稳定化，希望未来可装在电子产品上，但现阶段已可能应用在污水处理厂，以污水中的有机质为燃料，透过微生物燃料电池进行发电。

参考资料：

Scientists have built a microbial fuel cell that runs without external power
3-D paper-based microbial fuel cell operating under continuous flow condition
（本文由PanX 授权刊登）