El subproducto de oxígeno predominante estabilizado en el proceso MDBD es el peróxido de hidrógeno. La incorporación de un electrón al oxígeno molecular produce una especie relativamente inestable conocida como anión superóxido (O2-). La aceptación de un segundo electrón (O22-) conduce a la producción de peróxido de hidrógeno (H2O2), que es un oxidante muy estable que se utiliza como desinfectante. Por cierto, ciertos glóbulos blancos conocidos como células polimorfonucleares, nos protegen contra los organismos invasores al producir principalmente peróxido de hidrógeno.
La incorporación de un tercer electrón da como resultado la división del peróxido de hidrógeno en agua y un radical libre llamado radical hidroxilo. Este radical es muy difícil de detectar debido a su extrema reactividad. El radical hidroxilo acepta el cuarto electrón y un hidrógeno para producir agua.
El peróxido de hidrógeno se produce generalmente a partir de la dismutación de 2 aniones superóxido. La reacción genera tanto peróxido de hidrógeno como oxígeno molecular. Aunque la vida media del superóxido es demasiado corta para poder controlar su producción a partir de la barrera dieléctrica modulada, la liberación de peróxido de hidrógeno puede ser el resultado de reducciones de un solo electrón del oxígeno molecular al anión superóxido. A diferencia del caso del anión superóxido, la vida media del peróxido de hidrógeno es bastante larga, variando entre 0.3 horas y 24 horas o más dependiendo de las condiciones ambientales (Breithaupt 2007, informe de la EPA). Las diferencias en las vidas medias dependen de múltiples factores. Por ejemplo, la presencia de microorganismos capaces de descomponer peróxido de hidrógeno, luz ultravioleta, catalizadores metálicos, etc.
