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(ran)而雙(shuang)極膜中(zhong)發生的水(shui)(shui)解(jie)離(li)(li)現象不同(tong)于通常的水(shui)(shui)解(jie)離(li)(li)，研究者們對其解(jie)離(li)(li)的過(guo)程(cheng)(cheng)機理開(kai)展了大量的理論(lun)研究，但(dan)限于過(guo)程(cheng)(cheng)的復雜性，目前還沒有達成統一的結(jie)論(lun)。根據水(shui)(shui)在雙(shuang)極膜中(zhong)間層解(jie)離(li)(li)過(guo)程(cheng)(cheng)的不同(tong)，主要提出3種解(jie)釋水(shui)(shui)解(jie)離(li)(li)機制(zhi)的物理模型(xing)，見圖 1。

SWE模型認(ren)為(wei)(wei)，在(zai)電場作用下(xia)(xia)，雙極膜(mo)中(zhong)間(jian)層(ceng)（陰陽離(li)(li)(li)子(zi)尖銳結合(he)區(qu)）會因離(li)(li)(li)子(zi)遷移而出現薄的無離(li)(li)(li)子(zi)區(qu)域，認(ren)為(wei)(wei)水解(jie)離(li)(li)(li)發生于(yu)此。H2O的解(jie)離(li)(li)(li)跟弱電解(jie)質在(zai)高(gao)壓條件(jian)下(xia)(xia)的解(jie)離(li)(li)(li)過(guo)程相(xiang)同，H+和OH-的產生速率為(wei)(wei)H2O的解(jie)離(li)(li)(li)速率，解(jie)離(li)(li)(li)常數與電壓成正相(xiang)關(guan)；

在SWE模(mo)型(xing)的基礎(chu)上(shang)(shang)，為了解(jie)(jie)(jie)膜上(shang)(shang)荷電基團對水(shui)解(jie)(jie)(jie)離(li)的影響(xiang)(xiang)，進一步提出化學(xue)反(fan)應模(mo)型(xing)（CHR），該模(mo)型(xing)認為由膜基質中的羧酸基、叔(shu)胺基和(he)膜內(nei)的金屬離(li)子等影響(xiang)(xiang)水(shui)解(jie)(jie)(jie)離(li)速率的現象可知，膜上(shang)(shang)固定基團通(tong)過質子化反(fan)應進行水(shui)解(jie)(jie)(jie)離(li)產生H+和(he)OH-，且(qie)解(jie)(jie)(jie)離(li)更易(yi)發(fa)生在AEM側；

為解釋雙極(ji)膜中(zhong)間(jian)層較大(da)的能量消耗，提出中(zhong)和層模型（NL），結果發現，雙極(ji)膜的AEM、CEM界(jie)面(mian)處存在(zai)中(zhong)和層區(qu)域，水解離發生在(zai)電(dian)荷(he)區(qu)和電(dian)荷(he)與中(zhong)和層區(qu)域的界(jie)面(mian)處。

以(yi)上(shang)提(ti)出的水解(jie)離物理模型具有(you)一定的假(jia)設(she)和適應范圍，存(cun)在(zai)局(ju)限性(xing)。SWE模型僅適應電(dian)壓為(wei)107~108 V/m的體系，且假(jia)設(she)了(le)雙(shuang)極膜(mo)中間(jian)層(ceng)是(shi)尖銳(rui)結合而(er)成的結構；CHR模型考慮了(le)雙(shuang)極膜(mo)的實(shi)際結構和膜(mo)上(shang)荷電(dian)基團(tuan)會使水發生解(jie)離，但無法解(jie)釋與SWE模型計(ji)算出的數值間(jian)較大的差距；NL模型只(zhi)能用于明顯存(cun)在(zai)中和層(ceng)的體系。

因此下一步要加深對(dui)雙極膜水(shui)解(jie)(jie)離(li)(li)理論的研究(jiu)，完善(shan)水(shui)解(jie)(jie)離(li)(li)理論工(gong)作曲線，建立有實際應用價(jia)值的物理模(mo)型。對(dui)水(shui)解(jie)(jie)離(li)(li)機制(zhi)的探索，有助于改善(shan)雙極膜的制(zhi)備(bei)工(gong)藝，優化雙極膜性能。