西北大學（Northwestern University）的一個研究小組展示了一種非凡的新型發電方法，這種紙盒大小的裝置可以巢狀在土壤中，只要土壤中有碳，它就能獲取微生物分解泥土時產生的電能。
微生物燃料電池已有 100 多年的發展歷史。它們的工作原理有點像電池，同樣有陽極、陰極和電解質，但不是從化學來源獲取電能，而是利用細菌在分解土壤時自然向附近的導體提供電子。
迄今為止，問題一直是如何在埋入泥土的同時保持水和氧氣的供應。聯合國大學校友兼專案負責人比爾-顏（Bill Yen）說："雖然 MFC 作為一個概念已經存在了一個多世紀，但其不可靠的效能和低輸出功率阻礙了將其投入實際套用的努力，尤其是在低濕度條件下。"
該設計將一個圓盤狀陽極置於底部，而垂直方向的陽極則探向表面 Bill Yen/西北大學
因此，研究小組開始著手設計幾種新的設計，目的是讓細胞能夠持續獲得氧氣和水--他們成功地設計出了一種形狀類似於垂直放置在水平圓盤上的墨盒的設計。圓盤狀的碳氈陽極水平放置在器材底部，深埋在土壤中，當微生物消化泥土時，它可以捕獲電子。
而導電金屬陰極則垂直放置在陽極的頂部。因此，底部埋得足夠深就可以從深層土壤中獲取水分，而頂部則與地表齊平。在電極的整個長度上都有一個通氣間隙，頂部的保護蓋可以防止灰塵和碎屑掉入，切斷陰極與氧氣的接觸。陰極的一部份還塗有防水材料，這樣當洪水泛濫時，仍有一部份疏水性陰極與氧氣接觸，以保持燃料電池的執行。
在測試中，這種設計在不同的土壤濕度條件下都能保持穩定的效能，從完全浸沒在水中到土壤中的含水量僅為 41%的"有些幹燥"。平均而言，它所產生的電量是其板載濕度和觸摸檢測系統執行所需電量的 68 倍，並能透過微型天線將數據傳輸到附近的基站。
去掉底部圓盤狀陽極的清潔和骯臟微生物燃料電池
與利用核廢料制造的光伏金剛石電池等其他超長期發電能源一樣，這裏產生的電量不足以驅動智能電話，更多的是被設計為為小型傳感器供電，這些傳感器可以長期執行，無需定期更換電池。
Yen說："如果我們想象未來會有數萬億個這樣的器材，我們就不能用對環境有害的鋰、重金屬和毒素來制造每一個器材。我們需要找到能夠提供低能量的替代品，為分散的器材網絡供電。在尋找解決方案的過程中，我們想到了土壤微生物燃料電池，它利用特殊的微生物分解土壤，並利用這種低能量為傳感器供電。只要土壤中有有機碳供微生物分解，燃料電池的工作就有可能永遠持續下去。"
對於希望監測各種土壤元素--水分、養分、汙染物等--並采用技術驅動的精準農業方法的農民來說，這樣的傳感器可能會非常方便。在你的莊園裏放上幾十個這樣的東西，它們就可以在未來幾年甚至幾十年裏產生數據。
實驗室土壤測試中的微生物燃料電池
據研究小組稱，也許最巧妙的地方在於，這種設計的所有元件都可以在五金店買到現成的。因此，這項研究與廣泛商業化之間不存在供應鏈或材料問題。
這項研究發表在【ACM 關於互動、移動、可穿戴和泛在技術的論文集】（Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies）雜誌上。
