Durch Elektrolyse können chemisch nicht freiwillig ablaufende Prozesse durch Verrichtung elektrischer Arbeit erzwungen werden. Damit die Zellreaktion abläuft muss eine Gleichspannung angelegt werden.

Für die Wasserelektrolyse besteht die elektrochemische Zelle aus zwei Elektroden (Anode und Kathode), die beide in Wasser getaucht werden, gebildet. Die Leitfähigkeit des Wassers wird durch die Zugabe von etwas Säure, meist Schwefelsäure, erhöht. Die elektrochemische Zelle für die Wasserelektrolyse ist in der nebenstehenden Abbildung schematisch dargestellt.

Wird an einer Elektrolysezelle eine Gleichspannung angelegt, die größer ist als die sog. Zersetzungsspannung des Wassers, wird Wasser in seine Elemente Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Die Menge der gebildeten Gase ist direkt proportional zu der durch die Zelle geflossenen Ladung (Faraday‘sches Gesetz).

Die, für den Prozess benötigte Zersetzungsspannung, entspricht mit ihrem Wert der chemischen Energie, welche in den Produkten Wasserstoff und Sauerstoff gespeichert ist.

Energie, und damit die chemische Reaktivität des bei der Sauerstoffentwicklung als Zwischenprodukt entstehenden adsorbierten Sauerstoffs, nehmen mit steigender Überspannung zu. Bei einem Elektroden-Potential oberhalb ca. 2,3 V ist theoretisch die Bildung von freien Sauerstoffatomen möglich. Freie Sauerstoffatome sind sehr reaktiv und können mit molekularem Sauerstoff reagieren und damit Ozon bilden. Damit unter diesen Umstäden die Ozonbildung bevorzugt wird, wird die Anode mit einem Elektrokatalysator beschichtet.

An Stelle des zur Wasserelektrolyse notwendigen, flüssigen Elektrolyten wird in den Ozonzellen der Innovatec ein Feststoffelektrolyt (Polymer-Elektrolyt-Membran, PEM) verwendet. Dieser besteht aus einem Polymer, welches die Eigenschaft hat, elektrische Ladungen zu transportieren. Auf diese Weise ist eine künstliche Erhöhung des Leitwerts des Feedwassers nicht mehr erforderlich. Somit gelingt die elektrolytische Ozonerzeugung auch schon im Reinstwasser. Gleichzeitig dient die Membran als Separator für die physikalische Trennung der Elektrolyseprodukte. In der nebenstehenden Abbildung ist die Ozon-Elektrolysezelle schematisch dargestellt.

Auf diese Weise wird dem Wasserkreislauf, in dem die Elektrolysezelle eingebaut ist, nur das anodisch entstehende Ozon zugeführt. Der kathodisch entstehende Wasserstoff wird über eine separate Leitung abgeführt.