Перенапряжение водорода объясняется замедленностью разрядов ионов водорода вследствие их гидратации.

Самой медленной стадией является стадия разряда гидратированного иона водорода

. Гидратация иона водорода сопровождается выделением большого количества энергии:

Энергия этой системы значительно выше, чем энергия ионов гидроксония. Низкий уровень энергии этих ионов и необходимость разрушения гидратной оболочки иона при разряде определяют высокую энергию активации разряда, а, следовательно, замедленность протекания электродного процесса.

Перенапряжение зависит от:

Ø природы электрода (на ртутном электроде перенапряжение очень высокое, на платиновом гораздо ниже)

Ø поверхности электрода (на гладкой поверхности перенапряжение больше, чем на шероховатой – электроды покрыты платиновой чернью)

Ø плотности тока (чем выше плотность тока, тем больше перенапряжение)

Ø температуры (чем температура выше, тем перенапряжение меньше)