近年来,随着能源危机日趋严重,寻找新能源已经成为了目前研究的主要方向。微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）作为一种可降解废水中有机物的能源可持续发展技术,引起了新型能源研究者的关注。海底微生物燃料电池（Benthic Microbial Fuel Cell,BMFC）与传统微生物燃料电池相比,具有结构简单,免于维护,燃料供给充足,电池内阻低等优点,可为水下小型机器人、水下传感器提供持续、稳定的电源供给,为人类的深海勘测提供助益。而BMFC功率密度过低限制了其在各个领域的应用。本研究以Cu₂O半导体光催化剂为阴极,构建光催化海底微生物燃料电池,利用半导体的光催化过程减小阴极表面氧和质子反应的限制,降低BMFC的内阻,从而提高其产电能力。主要研究内容和结果如下:（1）Cu₂O的光生电子空穴易发生复合,g-C₃N₄与Cu₂O复合产生较大能级差及内建电场,有效抑制光生电子-空穴复合,通过电沉积的方法在Cu₂O/CF电极表面负载g-C₃N₄,简称g-C₃N₄/Cu₂O/CF电极。通过场发射扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、I-T、LSV对光电阴极进行光电性能测试。为了探究g-C₃N₄电沉积的最佳条件,改变g-C₃N₄电沉积时间及沉积液中g-C₃N₄含量,通过I-T和LSV曲线得知,电沉积时间为20 min及沉积液中g-C₃N₄含量为50mg时制备的g-C₃N₄/Cu₂O/CF电极光响应能力最佳。（2）光催化海底微生物燃料电池的构建及产能研究:构建以CF、Cu₂O/CF、g-C₃N₄/Cu₂O/CF为阴极的MFC,探究光催化过程对MFC产电能力的影响。以g-C₃N₄/Cu₂O/CF为阴极的MFC,光电流密度值和最大功率密度可达0.110 m A/cm²和0.011 m W/cm²,相对于Cu₂O/CF阴极MFC提高27%和16%,总内阻达到55.13Ω,远低于CF阴极MFC 293.70Ω的总内阻。光催化过程有效提高MFC的输出功率,降低其内阻,增强MFC的产电性能。（3）在碳毡基底分步沉积Cu₂O和g-C₃N₄形成的g-C₃N₄/Cu₂O/CF电极,g-C₃N₄易从Cu₂O表面脱落,且Cu₂O与g-C₃N₄之间接触面积较小,因此采用一步电沉积法制备g-C₃N₄/Cu₂O/CF电极,通过电沉积方法一步制备的g-C₃N₄/Cu₂O电极,简称g-C₃N₄/Cu₂O/CF电极。为了探究电沉积g-C₃N₄/Cu₂O的最佳条件,改变电沉积时间,沉积液中Cu SO4含量及沉积液p H,通过I-T和LSV曲线得知,电沉积时间为20 min,沉积液中Cu SO4含量为2.0g及沉积液p H为9时,一步法制备的g-C₃N₄/Cu₂O/CF电极光响应能力最佳。（4）以一步法制备的g-C₃N₄/Cu₂O/CF为阴极构建BMFC,探究光催化过程对BMFC产电能力的影响。以g-C₃N₄/Cu₂O/CF为阴极的BMFC,光电流密度值和最大功率密度可达0.026 m A/cm²和0.027 m W/cm²,相对于Cu₂O/CF阴极BMFC提高44%和170%,总内阻达到84.40Ω,远低于CF阴极MFC 276.53Ω的总内阻。光催化过程能有效提高电池的产电性能。