電芬頓設備陰極還原產生雙氧水其主要原理是通過陰極曝氣的方式原位持續在線生成H2O2，同時在陰極的還原作用下有效地實現催化劑（如Fe3+與Fe2+等）之間的轉化，并催化H2O2分解產生強氧化性自由基（·OH等），從而實現對廢水中污染物的高效降解。在整個降解過程中，陰極既是產生H2O2的主要場所，又是提高電芬頓效果的關鍵。因此，陰極材料的選取是至關重要的。

H2O2生產的作用機理
在電（類）Fenton過程中，電化學原位生成H2O2的基本原理是：首先，水體中的溶解氧在傳質作用下被吸附到陰極表面；然后，溶解氧在陰極通過2電子氧化還原反應生成H2O2。
在酸性條件下，陰極可能發生的氧化還原反應主要為式（1）和式（2）。
(1)O2+2H+2e----H2O2
(2)O2+4H-+4e----2H2O
這2個反應的強烈程度跟陰極材料的性能是密切相關的。為了確保反應體系中有充足的H2O2供應，必須盡可能地抑制4電子反應〔見式（2）〕的發生。在堿性條件下，溶解氧會發生還原反應先生成HO2-（H2O2的共軛堿存在形式），具體過程見式（3）、式（4）。
(3)O2+2H2O+2e-→HO2-+OH-
(4)HO2-+H2O→H2O2+OH-
該方法只需選取合適的陰極材料，僅僅利用O2甚至空氣一種原料即可獲得H2O2，合成步驟簡單，且無有害物質產生。
基于H2O2生產作用機理的分析，理想的電芬頓陰極材料必須具備以下優點：

與氧氣的接觸面積大，電極表面能有效吸附和聚集氧分子；

具有較好的電催化活性，能高效促進2電子還原反應生成H2O2，并抑制4電子還原反應的發生；

具備高導電性、較好的穩定性和較長的使用壽命，制備工藝簡單、成本低，且有一定的機械強度；

可有效促進催化劑金屬離子（如Fe3+和Fe2+）之間的轉化等

電芬頓設備相比傳統的芬頓，電芬頓法降解效果明顯更徹底，更快，產泥量更少。