将藻类技术与MFC结合，在产电的同时既可以实现废水的处理又可以收获藻类生物 量，因此该技术具有更大的实际价值。然而，直接利用藻生物量来产电的电能转化率非常低， 库伦效率只有28%，显然，这么低的电能转化率是无法满足大规模生产应用的。因此，想 要获得更高的电能转化率，必须先对藻细胞进行预处理，将微藻生物量先水解成微生物易降 解的有机质。最常用的做法是添加一个厌氧发酵装置。藻生物量在进入阳极室之前，先在厌 氧发酵罐中进行发酵处理，这个过程还能够产生生物燃气。发酵处理后的藻生物量再流入到 阳极室被产电微生物所氧化，这样预处理后的库伦效率可以提高到40%。图$8-5为连接有 光反应器、厌氧消化罐的阳极光合藻微生物燃料电池A-PAMFCs工作原理示意图。预处理 藻细胞的方法还有很多如加热、微波、超声、酸解、碱解、提取藻细胞有机物等，此外往阳 极室添加能降解藻细胞的细菌同样可以提高产电效率。 生物燃气 正 极 藻类生物质 3 预处理 ● 光反应器 厌氧消化池 微生物燃料电池 图S8-5阳极光合藻微生物电池(A-PAMFCs)工作原理示意图 2.阴极光合生物太阳能燃料电池(C-MSCs) 微生物燃料电池需要在阴极提供电子受体（通常为分子氧）来完成产电的过程，一般 的微生物燃料电池是在阴极以机械曝气的方式提供氧气或将阴极改造成空气阴极。机械供氧 要消耗大量的能源，因此产电的成本比较高。而利用光合生物产氧为阴极提供电子受体就要 经济的多，目前多数报道的阴极光合生物太阳能燃料电池都是利用了光合生物产氧的这一特 性。与传统的机械供氧相比，光合阴极燃料电池阴极室的溶解氧浓度最高可达到20gL, 这要高于机械供氧的溶解氧浓度。 目前报道的光合生物阴极电池中，光合生物的作用多数是产生分子氧作为电池的电子 受体，但是有实验表明，一些光合生物能够直接催化阴极，接受电子完成产电过程，而不依 赖于氧气的产生。这种方式比同等溶氧水平依赖机械供氧的燃料电池产电提高245%。C02 是阳极氧化分解有机质的产物，这些CO2聚集在阳极室会抑制阳极的氧化分解反应，因此 需要将产生的CO2移除才能够保证电池的正常运行。而CO2又是光合生物的反应底物，因将藻类技术与 MFC 结合，在产电的同时既可以实现废水的处理又可以收获藻类生物 量，因此该技术具有更大的实际价值。然而，直接利用藻生物量来产电的电能转化率非常低， 库伦效率只有 2.8%，显然，这么低的电能转化率是无法满足大规模生产应用的。因此，想 要获得更高的电能转化率，必须先对藻细胞进行预处理，将微藻生物量先水解成微生物易降 解的有机质。最常用的做法是添加一个厌氧发酵装置。藻生物量在进入阳极室之前，先在厌 氧发酵罐中进行发酵处理，这个过程还能够产生生物燃气。发酵处理后的藻生物量再流入到 阳极室被产电微生物所氧化，这样预处理后的库伦效率可以提高到 40%。图 S8-5 为连接有 光反应器、厌氧消化罐的阳极光合藻微生物燃料电池 A-PAMFCs 工作原理示意图。预处理 藻细胞的方法还有很多如加热、微波、超声、酸解、碱解、提取藻细胞有机物等，此外往阳 极室添加能降解藻细胞的细菌同样可以提高产电效率。 图 S8-5 阳极光合藻微生物电池（A-PAMFCs）工作原理示意图 2. 阴极光合生物太阳能燃料电池( C-MSCs) 微生物燃料电池需要在阴极提供电子受体（通常为分子氧）来完成产电的过程，一般 的微生物燃料电池是在阴极以机械曝气的方式提供氧气或将阴极改造成空气阴极。机械供氧 要消耗大量的能源，因此产电的成本比较高。而利用光合生物产氧为阴极提供电子受体就要 经济的多，目前多数报道的阴极光合生物太阳能燃料电池都是利用了光合生物产氧的这一特 性。与传统的机械供氧相比，光合阴极燃料电池阴极室的溶解氧浓度最高可达到 20 mg/L， 这要高于机械供氧的溶解氧浓度。 目前报道的光合生物阴极电池中，光合生物的作用多数是产生分子氧作为电池的电子 受体，但是有实验表明，一些光合生物能够直接催化阴极，接受电子完成产电过程，而不依 赖于氧气的产生。这种方式比同等溶氧水平依赖机械供氧的燃料电池产电提高 245%。CO2 是阳极氧化分解有机质的产物，这些 CO2聚集在阳极室会抑制阳极的氧化分解反应，因此 需要将产生的 CO2移除才能够保证电池的正常运行。而 CO2又是光合生物的反应底物，因