Nelle Microbial Fuel Cells (MFC), colonie di batteri utilizzano il trasferimento elettronico con gli elettrodi per il loro metabolismo [1]. L’ossidazione della sostanza organica produce elettroni che sono “iniettati” nell’elettrodo tramite differenti meccanismi [2]. Gli elettroni provenienti dal circuito elettrico passano attraverso reazioni dirette o mediate, il cui accettore ultimo è l’ossigeno dell’aria [3]. Si hanno quindi variazioni di tipo chimico e fisico nei pressi delle superfici elettrodiche.

• Variazioni di pH e la creazione di gradienti di acidità.
• Evidenze sperimentali sul genotipo batterico che colonizza gli elettrodi suggeriscono il coinvolgimento di diversi composti dello zolfo [5] nella cascata elettronica catodica.
• Analisi EDX delle superfici catodiche mostrano che la precipitazione di carbonati è la principale causa sia di occlusione dei pori sia di variazioni imprevedibili del pH di cella.
• La proliferazione incontrollata [4], in grado di formare strati di biofilm estremamente compatti, può provocare sia biofouling che variazioni della conducibilità dell’elettrolita.
• In alcune celle, la presenza di microalghe rende accessibile la possibilità di produrre idrogeno (termodinamicamente sfavorito) utilizzando anche la luce [6].
• Le interazioni tra batteri ed elettrodi che portano al trasferimento elettronico efficace utilizzano spesso intermedi elettroattivi (coppie redox biologiche) di natura estremamente diversificata [2].

I succitati processi avvengono simultaneamente nelle MFC e si autoselezionano e bilanciano in base alle condizioni sperimentali. Con l’obiettivo di confutare o convalidare i diversi processi, sono stati costruiti alcuni microsensori. Sono descritti i metodi costruttivi e le motivazioni per la realizzazione di alcuni microsensori. L’applicazione di microsensori può portare ad approfondire la conoscenza dei processi chimici e biologici alla base della produzione di corrente nelle MFC. All’opposto, MFC opportunamente modificate sono esse stesse sensori in grado di valutare la presenza di batteri e quindi la possibilità di corrosione microbiologica (MIC) in impianti industriali [7].