Die räumliche Entkopplung der elektrochemischen Produktion von Elektronenträgern vom mikrobiellen Verbrauch in einer Suspension von Acetogenen im Kathodenzellkompartiment hat das Potenzial, die Effizienz bioelektrochemischer Systeme (BES) um zwei Größenordnungen zu steigern, verglichen mit der CO₂-Reduktion durch direkte Elektronenübertragung auf Acetogene, die als Biofilm an einer Kathode haften. Aufgrund der parallelen Verwendung mehrerer Elektronenträger (H₂, CO und Formiat), die elektrochemisch an einer Kathode erzeugt werden, ist dies möglicherweise der vielversprechendste Ansatz im Hinblick auf die energetische Effizienz und die Produktion von mehr reduzierten Produkten durch Acetogene. Verbesserungen, die über den Stand der Technik hinausgehen, sind durch den Einsatz größerer Elektroden mit preiswerten CO₂R-Elektrokatalysatoren, die zur Erhöhung der Gesamtreaktionsrate eingesetzt werden, und durch den Ersatz der unproduktiven Anodenreaktion durch die Bildung von wertschöpfenden Hypochloritlösungen durch Salzwasseroxidation vorgesehen. Formiat ist ein Zwischenprodukt im reduktiven Acetyl-CoA-Weg von Acetogenen. Es gibt zwei weitere Vorteile, die für ein solches System erwartet werden. Es wird keine selektive elektrochemische CO₂-Reduktion erforderlich sein, da die Bakterien in der Lage sind, H₂, CO und Formiat zu metabolisieren. Infolgedessen können biokompatible/nicht bakterizide Elektrokatalysatoren verwendet werden, die frei von Edelmetallen sind.

Eine der größten Herausforderungen für MES auf der Grundlage von Elektroautotrophen ist die Konstruktion und der Betrieb der mikrobiellen elektrochemischen Reaktoren, die auch als bioelektrochemische Systeme (BES) bezeichnet werden. Bei BES kann es sich um Ein-Kammer-Systeme handeln, bei denen Anode und Kathode derselben Lösung zugewandt sind, oder um Zwei-Kammer-Systeme, bei denen beide Elektroden durch eine Membran getrennt sind. In jedem Fall schädigt der an der Anode aus der Wasserspaltung entstehende Sauerstoff, der in die Kathode gelangt, die obligat anaeroben Bakterien schwer. Es besteht also dringender Bedarf an Lösungen, die eine künftige Skalierung und Nutzung elektroautotropher MES ermöglichen.