Одна полуреакция производит водород, другая — кислород. Полуреакция, которая производит кислород, действительно сложна в исполнении, потому что все должно быть выстроено правильно. В итоге это требует больше энергии, чем теоретически рассчитано. Если посчитать, то должно потребоваться 1,23 вольта. Но на самом деле требуется больше, примерно 1,5 или 1,6 вольта.

Молекулы воды выглядят как упрощенный рисунок Микки Мауса — с большим атомом кислорода в качестве «головы» и двумя меньшими атомами водорода в качестве «ушей».

Вначале водородные «уши» касаются никелевого электрода. Но приложенное напряжение заставляет молекулы переворачиваться, поэтому кислородная «голова» касается электрода, готовая отдать свои электроны.

Электроды заряжены отрицательно, поэтому молекула воды стремится направить свои положительно заряженные атомы водорода к поверхности электрода. В этом положении передача электронов от атома кислорода воды к активному центру электрода блокируется. Когда электрическое поле становится достаточно сильным, оно заставляет молекулы переворачиваться, так что атомы кислорода направляются к поверхности электрода. Затем атомы водорода уходят с дороги, и электроны могут перемещаться от кислорода воды к электроду.

Непосредственно наблюдая за переворотом молекул воды, исследователи смогли измерить, сколько молекул воды перевернулось, а также энергию, связанную с этим переворотом. Было обнаружено, что переворот происходит непосредственно перед началом OER, указывая на то, что это необходимый и не подлежащий обсуждению шаг в процессе.

Также обнаружено, что уровень pH воды влияет на ориентацию молекул воды. Более высокие уровни pH, например, делали процесс более эффективным.