Die Umkehrung der Elektrolyse von Wasser ist das Arbeitsprinzip der [[Brennstoffzelle|_]].
Betrachtung auf Teilchenebene:
* Unter der Annahme einer vollständigen Elektronenübertragung wäre folgende Ionenbildung aus Wasser denkbar: H<sub>2</sub>O[[Bild:Pfeil.gif]]O<sup>[[2-|_]]</sup> + [[2H|_]]<sup>+</sup>
* Nach Anlegen der Spannung herrscht am Minus-Pol ein [[Elektronenüberschuss, Elektronendruck|_]], dadurch wird das [[H|_]]<sup>+</sup>-Ion angezogen. Durch Elektronenaufnahme wird das Ion reduziert, es entsteht elementarer Wasserstoff.
* Am Plus-Pol herrscht Elektronenmangel, Elektronensog, dadurch wird das [[O|_]]<sup>2-</sup>-Ion angezogen. Durch Elektronenabgabe wird das Ion oxidiert, es entsteht elementarer Sauerstoff.
* Da Oxidation und Reduktion zwar räumlich voneinander getrennt, jedoch zeitgleich stattfinden, spricht man auch von einer Redoxreaktion.