污水处理、能源回收和环境可持续性微生物燃料电池系统的最新进展

微生物燃料电池（MFCs）是一种有前景的技术，能够同时处理污水和回收能源，但将其从实验室原型扩展到实际系统仍面临持续挑战。 本综述通过系统考察来自多个视角的最近试点规模 MFC 研究，以填补规模化差距，包括反应器设计配置、材料创新、处理性能、能量回收和环境影响。 研究结果表明，试点 MFCs 可以可靠地实现显著的化学需氧量 (COD) 去除（通常为 50% - 90%），但功率密度仍然适中（通常为 0.1 - 10 W m−3），远低于主要发电所需的水平。 关键的工程进展改善了性能；模块化堆叠维持更高的功率输出，低成本电极和膜降低了成本（带来一些效率权衡），而电源管理策略减轻了如电池反转等问题。 生命周期评估表明，虽然 MFC 系统在特定场景下可以超过传统处理，但整体可持续性收益仍取决于提高能量产量和优化材料。 研究结果突出了常见的权衡和新兴策略。 通过整合最近的见解，描绘了推动 MFC 技术朝着可持续、能量正向污水处理的发展路线图，包括设计原则和研究方向。