微生物电解电池(MEC)是以微生物为催化剂，同时在一定外加电能辅助条件下将有机物转化为氢气的全新的生物制氢装置。本论文从厌氧消解污泥中富集和分离到了产电光合细菌，考察了其电化学活性和产电能力；在实验室原有微生物燃料电池(MFC)的基础上构建了H-型双室MEC，实现了利用MEC制氢气；设计了两种新构型MEC装置；上升流无膜MEC和套筒型无膜MEC，提高了MEC的产氢能力。　　 先后通过富集培养基的富集、分离培养基的分离和MFC的筛选，成功地从厌氧消解污泥中获得产电光合菌液。循环伏安法检测吸附在电极表面的菌膜具有良好的电化学活性。将产电光合细菌运用于短臂型空气阴极MFC，发现去掉质子交换膜和连续向阳极通氮气均可以提高电池的产电能力，在较低的底物浓度条件下电池的输出电压随底物浓度的增大呈线性增长。　　 H-型双室MEC在外加电压大于0.2 V的条件下能够产生氢气，且生成的氢气纯度很高(>98％)，但是由于阴阳极距离较远和膜所造成了跨膜pH梯度，电池内阻很大，产氢速率很低。上升流无膜MEC由于没有膜的存在避免了跨膜的pH梯度，产氢能力较H-型双室MEC有很大的提高，在1.0 V的外加电压条件下，产氢速率达1.58 L/(L·d)。套筒型无膜MEC将桶状阴极插入到阳极石墨颗粒中，大大降低了电池的内阻，产氢能力得到进一步提高，在1.0 V的外加电压条件下，产氢速率达2.33L/(L·d)。　　 无膜MEC的结构虽然提高了氢气的产生速率，但却损失了氢气回收率和氢气纯度。无膜MEC容易受到阳极菌群的影响，如嗜氢产甲烷菌可转化氢气生成甲烷，而产电菌则能将氢气重新转化成质子和电子，从而降低了体系氢气回收率和能量回收率。上升流无膜MEC的7 d长期运行试验表明，阳极菌群对氢气的消耗会随着运行时间的增长而逐渐增大，因此，降低反应周期可以提高氢气回收率和氢气纯度。