與在陽極觀測到的現象相似，陰極也具有顯著的電勢損失。為了糾正這一點，一些研究者們使用了赤血鹽（hexacyanoferrate）溶液。但是，赤血鹽并不是被空氣中的氧氣完全重氧化的，所以應該認為它是一個電子受體更甚于作為媒介。如果要達到可持續狀態，MFC陰極最好是開放性的陰極。

物質解析

根據電子傳遞方式進行分類，微生物燃料電池可分為直接的和間接的微生物燃料電池。所謂直接的是指燃料在電極上氧化的同時，電子直接從燃料分子轉移到電極，再由生物催化劑直接催化電極表面的反應，這種反應在化學中成為氧化還原反應；微生物燃料電池如果燃料是在電解液中或其它處所反應，電子通過氧化還原介體傳遞到電極上的電池就稱為間接微生物燃料電池。根據電池中是否需要添加電子傳遞介體又可分為有介體和無介體微生物燃料電池。

分類介體

向微生物燃料電池中添加的介體主要有兩種：第一類是人工合成的介體，主要是一些染料類的物質，如吩嗪、吩噻嗪、靛酚、硫堇等等。這些介體必須滿足一定的條件：(1)能穿透進入微生物的細胞內發生氧化反應；(2)非常容易得電子；(3)在被還原之前能快速離開微生物細胞；(4)在陽極表面有很好的電化學活性；(5)穩定性好；(6)在陽極電解液中是可溶的；(7)對微生物沒有毒性；(8)不會被微生物代謝掉。第二類是某些微生物自身可以合成介體，如PseudomonasaeruginosastrainKRP1能夠合成綠膿菌素和吩嗪-1-甲酰胺等物質，它合成的介體不光自己可以使用，其它的微生物也可以利用它產生的介體傳遞電子。

作用原理

參與傳遞電子的介體與微生物和陽極之間的作用形式有三種：(1)微生物將氧化還原反應產生的電子直接傳遞給溶解在溶液中的介體，介體再將電子傳遞給電極；(2)介體能進入到微生物體內，參加反應被還原，從微生物體內出來后再將電子傳遞給電極；(3)微生物吸附在電極表面，它將反應產生的電子傳遞給在細胞表面的介體，再通過介體傳遞給電極。

優勢

與現有的其它利用有機物產能的技術相比，微生物燃料電池具有操作上和功能上的優勢：首先，它將底物直接轉化為電能，保證了具有高的能量轉化效率；其次，不同于現有的所有生物能處理，微生物燃料電池在常溫環境條件下能夠有效運作；第三，微生物燃料電池不需要進行廢氣處理，因為它所產生的廢氣的主要組分是二氧化碳，一般條件下不具有可再利用的能量；第四，微生物燃料電池不需要輸入較大能量，因為若是單室微生物燃料電池僅需通風就可以被動的補充陰極氣體；第五，在缺乏電力基礎設施的局部地區，微生物燃料電池具有廣泛應用的潛力，同時也擴大了用來滿足我們對能源需求的燃料的多樣性。