微生物電解槽（MEC）是一種與微生物燃料電池（MFC）相關的技術。雖然MFC通過有機化合物的微生物分解產生電流，但MEC通過施加電流部分逆轉從有機材料中產生氫氣或甲烷的過程。理想情況下，電流將由可再生能源產生。產生的氫氣或甲烷可用于通過額外的PEM燃料電池或內燃機發電。

微生物電解槽系統基于多個組件：微生物——附著在陽極上。微生物的身份決定了MEC的產品和效率。材料–MEC中的陽極材料可以與MFC相同，例如碳布、碳紙、石墨氈、石墨顆粒或石墨刷。鉑可用作催化劑以降低制氫所需的過電位。鉑的高成本正在推動對生物陰極作為替代品的研究。或者作為催化劑的其他替代品，不銹鋼板被用作陰極和陽極材料。其他材料包括膜（盡管一些MEC是無膜的），以及管道和氣體收集系統。

消耗能源（如乙酸）的產電微生物釋放電子和質子，產生高達0.3伏的電勢。在傳統的MFC中，該電壓用于產生電能。在MEC中，從外部電源向電池提供額外的電壓。組合電壓足以還原質子，產生氫氣。由于這種還原的部分能量來自細菌活動，因此必須提供的總電能少于在沒有微生物的情況下電解水的電能。在輸入電壓為0.8伏的情況下，氫氣產量已達到3.12m3H2/m3d。制氫效率取決于所使用的有機物質。乳酸和乙酸達到82%的效率，普通水電解的效率為60%至70%。由于MEC將不可用的生物質轉化為可用的氫，它們產生的可用能量比它們消耗的電能多144%。

根據陰極上存在的生物，MEC還可以通過相關機制產生甲烷。計算總氫氣回收率計算為RH2=CERCat。庫侖效率是CE=(nCE/nth)，其中nth是理論上可以產生的氫氣摩爾數，nCE=CP/(2F)是可以從測量電流產生的氫氣摩爾數，CP是總通過對電流隨時間積分計算出的庫侖，F是法拉第常數，2是每摩爾氫的電子摩爾數。陰極氫氣回收率計算為RCat=nH2/nCE，其中nH2是產生的氫氣的總摩爾數。氫氣產量(YH2)計算為YH2=nH2/ns，其中ns是根據化學需氧量計算的底物去除量(22)。

氫氣和甲烷都可以用作內燃機或發電中化石燃料的替代品。與MFC或生物乙醇生產廠一樣，MEC具有將廢棄有機物轉化為寶貴能源的潛力。氫氣還可以與空氣中的氮氣結合生成氨，可用于制造銨肥。已經提出氨作為內燃機的化石燃料的實用替代品。