หลักการปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีในภาวะถูกกระตุ้น
(Concept of Electrochemical Activation (ECA)

เป็นปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการแตกตัวของน้ำและเกลือที่ขั้วไฟฟ้าอาโนด ( Anode) และคาโทด( Cathode) ทำให้ได้สารละลายที่ประกอบด้วยไอออนที่มีค่าศักย์ไฟฟ้า ( Electrical potential) แตกต่างกัน เช่น ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีของน้ำจะทำให้ได้ก๊าซออกซิเจน และก๊าซไฮโดรเจน แต่ถ้าใช้สารตั้งต้นเป็นน้ำเกลือ ( Sodium Chloride,NaCl) จะทำให้ได้ผลผลิตสุดท้ายเป็นสารละลายไฮโปคลอไรต์ ( Hypochlorite) ซึ่งเป็นสารในกลุ่มคลอรีนที่มีฤทธิฆ่าจุลชีพได้

หัวใจหลักของปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีในภาวะถูกกระตุ้น (ที่ถูกค้นพบโดยนักวิจัยชาวรัสเซีย) คือเยื่อเลือผ่านของสารละลายไอออน ( ion-permeable membrane หรือ ion-selective membrane) ที่กั้นระหว่างสารละลายที่เกิดปฏิกิริยาที่ขั้วบวก ( Anode) และขั้วลบ ( Cathode) ออกจากกัน

สารละลายเอ็นไวโรไลท์ ( Envirolyte Solution) เกิดจากปฏิกิริยาการแตกตัวของสารละลายเกลือ ( NaCl) เข้มข้น 5% จนได้สารละลายโซเดียมไอออน ( Na) และคลอไรด์ไอออน และเมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าไปในเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยา ไอออนที่รับพลังงานจะวิ่งผ่านเยื่อเลือกผ่านไปยังขั้วไฟฟ้าที่ตรงกันข้ามกับประจุของไอออนนั้นๆ แต่สารบางอย่างในสารละลายจะไม่สามารถผ่านเยื่อเลือกผ่านได้ เช่น โมเลกุลของสารอินทรีย์ ทำให้ที่ขั้วบวก ( Anode) จะประกอบด้วยสารละลายคลอไรด์ไอออน และที่ขั้วลบ ( Cathode) จะประกอบด้วยสารละลายโซเดียมไอออน ดังนั้นเมื่อพิจารณาการแตกตัวของน้ำก็จะได้ไฮดรอกไซด์ไอออน และไฮโดรเจนไอออน
ดังนั้นที่ขั้วลบของเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาจะประกอบด้วยสารละลาย

ไอออนลบที่ไม่เสถียรจำนวนมากเกิดปฏิกิริยาต่อจนได้สารละลายที่ภาวะ Meta-Stable- ที่ประกอบด้วย Free radical และไอออนที่ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยาจำนวนมาก ตามตาราง

ที่ขั้วบวกจะได้สารละลายที่ประกอบด้วย Free radical และไอออนที่ว่องไวต่อปฏิกิริยาจำนวนมากนั้น ได้แก่ ไฮโปคลอไรต์ ( HClO) ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ( H2O2) โอโซน ( O3) คลอรีน( Cl2) และ HClO3 ซึ่งในธรรมชาติ สารดังกล่าวมีสภาพเป็นกรด (ค่าพีเอช 2.4 -4) และเป็นสารออกซิไดซ์ที่รุนแรง ในขณะที่ที่ขั้วลบจะได้สารรีดิวซ์ ที่มีสภาพเป็นด่าง

ค่าศักย์ไฟฟ้ารีดอกซ์ ( Redox Potential) ของน้ำเกลือมีค่า +300 ถึง +400 mV เมื่อเกิดปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีจะได้สารละลายอะโนไลท์ที่มีค่าศักย์ไฟฟ้ารีดอกซ์ +1,200 mV และได้สารละลายคาโทไลท์ที่มีค่าศักย์ไฟฟ้ารีดอกซ์ -1,000 mV แต่หากปฏิกิริยาดังกล่าวไม่มี Ion-Select-Membrane สารละลายที่เกิดจากปฏิกิริยาไฟ้ฟ้าเคมีที่ขั้วบวก และขั้วลบจะผสมกันกลายเป็นสารละลายกรดไฮโปคลอรัส (Hypochlorus acid) ซึ่งมีเสถียรภาพตามธรรมชาติ (ไม่ใช่ Meta-Stable-Solution ที่ต้องการ)

สารละลายอะโนไลท์ (Anolyte Solution) ที่ผลิตได้มีคุณสมบัติในการทำลายสารจุลชีพ ( Sterilizing and Disinfecting) และสารอินทรีย์มากกว่าสารละลายของคลอรีนทั่วไป โดยดูได้จากปริมาณ Free radical ของคลอไรด์ ที่สามารถวัดได้ในสารละลาย (Measurable Cl present in solution) และจากปริมาณสารที่มีความว่องไวต่อปฏิกิริยา (เช่น Cl, Ozone, H2O2 เป็นต้น)

สารอินทรีย์ที่ต้องการกำจัดได้แก่ ยาฆ่าแมลง, แทนนิน และฟีนอลซึ่งเป็นกลุ่มสารที่มีพิษ รวมทั้งพวกสี และแป้งด้วย

สารคลอรีนที่เป็นองค์ประกอบของสารละลายอะโนไลท์ ( Anolyte Solution) จะไม่สามารถรวมตัวกลายเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนได้ หรือหากมีก็เป็นปริมาณน้อยมากๆ เนื่องจากใช้สารละลายอะโนไลท์ ( Anolyte) ในปริมาณน้อย (มีค่าศักย์ไฟฟ้ารีดอกซ์ต่ำ) จึงไม่เพียงพอที่จะเกิดสารประกอบดังกล่าวได้ สารละลายอะโนไลท์ ( Anolyte Solution) มีฤทธิ์ในการกำจัดสารจุลชีพที่เกี่ยวข้องกับสุขอนามัยในน้ำ ได้แก่ E.Coli, Cholera ในขณะเดียวกันก็สามารถใช้บำบัดสารอินทรีย์ที่เป็นองค์ประกอบของพวกสี และแป้งได้ ในขณะที่สารละลายคาโทไลท์ ( Catholyte Solution) ที่ประกอบด้วยไฮดรอกไซด์ไอออน ( OH) ไม่สามารถใช้ฆ่าเชื้อได้ แต่สามารถใช้จับไอออนของโลหะหนักให้ตกตะกอนลงมาได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้สารละลายคาโทไลท์ ( Catholyte Solution) เพื่อลดความกระด้างในน้ำ (จับแมกนีเซียม, แคลเซียม และเหล็ก)