BMED運行時，在電場作用下離子進行定向遷移，當雙極膜中的離子都遷向主體溶液時，中間層的水會解離產生H+和OH-對電流進行負載。

然而雙極(ji)膜中發生(sheng)的(de)(de)(de)水解(jie)離現象不(bu)(bu)同于(yu)通常(chang)的(de)(de)(de)水解(jie)離，研(yan)究(jiu)者們對其解(jie)離的(de)(de)(de)過程(cheng)機理(li)開(kai)展(zhan)了大量的(de)(de)(de)理(li)論研(yan)究(jiu)，但限于(yu)過程(cheng)的(de)(de)(de)復(fu)雜性，目前還沒有達成(cheng)統一的(de)(de)(de)結論。根據水在雙極(ji)膜中間層(ceng)解(jie)離過程(cheng)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同，主要提出3種解(jie)釋(shi)水解(jie)離機制(zhi)的(de)(de)(de)物理(li)模型，見圖 1。

SWE模型認為(wei)(wei)，在(zai)電(dian)場(chang)作用下(xia)(xia)，雙(shuang)極(ji)膜(mo)中間層（陰陽離(li)(li)子尖銳結(jie)合區）會因離(li)(li)子遷移而出(chu)現薄的(de)無(wu)離(li)(li)子區域，認為(wei)(wei)水解(jie)(jie)(jie)離(li)(li)發(fa)生(sheng)于此。H2O的(de)解(jie)(jie)(jie)離(li)(li)跟弱電(dian)解(jie)(jie)(jie)質(zhi)在(zai)高壓(ya)條件(jian)下(xia)(xia)的(de)解(jie)(jie)(jie)離(li)(li)過(guo)程(cheng)相(xiang)同，H+和OH-的(de)產生(sheng)速率為(wei)(wei)H2O的(de)解(jie)(jie)(jie)離(li)(li)速率，解(jie)(jie)(jie)離(li)(li)常數與電(dian)壓(ya)成正相(xiang)關；

在SWE模型的(de)基(ji)(ji)礎上(shang)，為了解(jie)膜上(shang)荷(he)電基(ji)(ji)團對(dui)水解(jie)離(li)(li)的(de)影響，進(jin)一步提出化學反應模型（CHR），該模型認為由膜基(ji)(ji)質(zhi)中的(de)羧酸基(ji)(ji)、叔胺基(ji)(ji)和(he)膜內(nei)的(de)金(jin)屬(shu)離(li)(li)子(zi)等影響水解(jie)離(li)(li)速率的(de)現象可知，膜上(shang)固(gu)定(ding)基(ji)(ji)團通過質(zhi)子(zi)化反應進(jin)行水解(jie)離(li)(li)產生H+和(he)OH-，且解(jie)離(li)(li)更易發生在AEM側(ce)；

為解釋(shi)雙(shuang)極(ji)膜(mo)中(zhong)間層較大的(de)能量消耗，提(ti)出中(zhong)和層模(mo)型（NL），結果發現，雙(shuang)極(ji)膜(mo)的(de)AEM、CEM界面處存(cun)在中(zhong)和層區(qu)域(yu)，水解離發生(sheng)在電(dian)荷區(qu)和電(dian)荷與(yu)中(zhong)和層區(qu)域(yu)的(de)界面處。

以上提出(chu)的(de)(de)水(shui)解(jie)離物理(li)模(mo)(mo)型具有(you)一定的(de)(de)假設和(he)(he)適(shi)應(ying)范圍，存在局限性。SWE模(mo)(mo)型僅適(shi)應(ying)電(dian)壓為107~108 V/m的(de)(de)體系，且假設了雙(shuang)極膜中間(jian)層是尖銳結(jie)合而成的(de)(de)結(jie)構；CHR模(mo)(mo)型考(kao)慮了雙(shuang)極膜的(de)(de)實際結(jie)構和(he)(he)膜上荷電(dian)基團(tuan)會使水(shui)發生解(jie)離，但無法解(jie)釋與SWE模(mo)(mo)型計(ji)算出(chu)的(de)(de)數值間(jian)較大(da)的(de)(de)差距；NL模(mo)(mo)型只(zhi)能用于明顯(xian)存在中和(he)(he)層的(de)(de)體系。

因(yin)此下一步(bu)要加深對(dui)雙(shuang)極膜水(shui)解(jie)離理(li)論的研究(jiu)，完(wan)善水(shui)解(jie)離理(li)論工(gong)作曲線，建(jian)立有實際(ji)應用(yong)價值的物理(li)模型。對(dui)水(shui)解(jie)離機(ji)制(zhi)的探索，有助于改(gai)善雙(shuang)極膜的制(zhi)備工(gong)藝，優化雙(shuang)極膜性能。