微生物燃料电池（Microbial fuel cells，MFCs）是一种能够处理污水同时产电的新技术。阳极生物膜的特性是直接影响微生物燃料电池性能的关键因素之一。选择合适的外界培养条件和优化阳极构造可以提高阳极生物膜的性能。本论文通过改变外接电阻研究了微生物燃料电池的启动过程，结合极化曲线分析了阴阳极性能对电池产电的影响。构造微型微生物燃料电池研究了不同构型阳极的生物膜特征和产电性能。　　采用不同外接电阻研究了隔膜电极组装型微生物燃料电池（Separator electrode assemble，SEA-MFC）的启动过程和产电性能，研究发现:采用大电阻，SEA-MFC反应器启动快，如在1000Ω下，启动时间为75h，而在10Ω下启动时间为143h。SEA-MFC的功率密度受限于阳极性能。外接电阻主要影响刚启动完成时的阳极性能，而电池运行一定时间后，所有阳极其产电性能趋于相同，此时阳极性能主要受溶解氧的影响。研究还发现:SEA-MFC产电功率随运行时间的增加而降低，阴极性能降低是电池产电功率下降的主要原因。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDX)分析阴极截面形貌和成分发现:阴极内部存在磷酸盐晶体，磷酸盐晶体阻碍了氧气的扩散，是阴极性能下降的主要原因之一。　　为了考察不同构型阳极的生物膜特征和产电性能，本文开发了微型微生物燃料电池体系，并利用这一体系研究了不同长度和根数构成的碳纤维阳极。研究发现:当阳极为单根碳纤维时，阳极长度为1cm的微生物燃料电池的最大功率密度最大，为10.50W/m2。随碳纤维丝长度从2cm增加到14cm，微生物燃料电池的最大功率逐渐降低。当以多根2cm长的碳纤维丝为阳极时，微生物燃料电池的功率与根数（1-4根）成正比，当采用4根2cm纤维丝时，微生物燃料电池的最大功率密度为2.92W/m2，该数值是以单根8cm碳纤维丝为阳极的电池功率密度的2.78倍。观察碳纤维丝阳极生物膜的分布表明:沿长度方向碳纤维丝上生长的生物膜结构差异较大，在电流引出端附近的生物量明显大于其它地方，造成生物量的差异与碳纤维欧姆电阻有关。这说明增加纤维丝长度虽可提高阳极的表面积，但并不能提高阳极的产电性能。