本发明属于生物燃料电池技术领域，公开了一种藻菌微生物燃料电池及其制备方法和应用。该藻菌微生物燃料电池，包括阳极室、阴极室、横膈膜、阳电极、阴电极和外电路，阳极室和阴极室均装有藻菌、培养液和碳源。本发明藻菌微生物燃料电池在运作的过程中反复对换电极运作；整个过程借助藻菌的协同作用，实现偶氮染料污染物的全过程高效降解；通过交替单个电极降解偶氮染料污染物，消除偶氮染料污染物对产电菌的生理毒性效应，实现持续高效产电。阴、阳电极均采用藻菌作为生物催化剂，无任何金属催化剂修饰和外源人工介体的添加，无需曝气，降低了微生物燃料电池构建与运行成本，增强了微生物燃料电池可持续性，有利于工业放大。