Proces začíná tím, že bakterie spotřebovávají organickou hmotu a rozkládají ji prostřednictvím svého metabolismu. Během tohoto procesu bakterie uvolňují elektrony jako vedlejší produkt. Tyto elektrony jsou poté zachyceny anodou MFC, která je v kontaktu s bakteriemi. Elektrony putují vnějším obvodem MFC a nakonec jsou přijaty katodou, kde se spojí s kyslíkem a vytvoří vodu.
Celkovou chemickou reakci lze zjednodušit takto:
Organická hmota + Bakterie → Elektrony (zachycené anodou)
Elektrony (přes vnější obvod) → katoda + kyslík → voda
V důsledku tohoto přenosu elektronů vzniká mezi anodou a katodou elektrický proud. Napětí a výstupní výkon MFC závisí na různých faktorech, jako je typ bakterií, koncentrace substrátu a účinnost systému.
Zde je několik příkladů článků, které mohou přeměnit chemickou energii na elektrický proud pomocí MFC:
Shewanella oneidensis:Tato bakterie se běžně používá v MFC kvůli své vysoké exoelektrogenní aktivitě. Druhy Shewanella mohou využívat různé organické sloučeniny a nacházejí se ve vodním prostředí.
Geobacter sulfurreducens:Další známá exoelektrogenní bakterie, Geobacter, může přenášet elektrony na elektrody a využívat různé substráty, jako je acetát a laktát.
Pseudomonas aeruginosa:Druhy Pseudomonas prokázaly schopnost generovat elektřinu v MFC pomocí organických substrátů, jako je glukóza a acetát.
Escherichia coli:I když nejsou tak běžně používané jako dříve zmíněné bakterie, určité kmeny E. coli byly upraveny tak, aby vykazovaly exoelektrogenní chování.
Tyto buňky jsou pozoruhodné svou schopností přeměnit chemickou energii uloženou v organických sloučeninách na elektrickou energii prostřednictvím procesu extracelulárního přenosu elektronů. Tato schopnost otevírá možnosti pro výrobu bioenergie a aplikace čištění odpadních vod, kde MFC mohou vyrábět elektřinu a současně zpracovávat organické znečišťující látky.
