Los protones, como los iones de hidrógeno cargados positivamente, se mueven rápidamente en el agua de una molécula a otra, por lo cual la conductividad del agua es relativamente alta. El principio de conducción del protón en el agua se conoce desde hace 200 años y se denomina mecanismo Grotthuss. Está basado en la asunción de que no es un solo protón específico moviéndose de una molécula a otra, sino que hay escisión de enlaces. Un protón se acopla a una molécula y esto causa que otro protón deje dicha molécula y se una a otra en algún otro lugar. Este intercambio de protones se podría comparar con una fila de cubos para explicar la rápida difusión de los protones individuales. Sin embargo, este concepto simplifica demasiado la situación y contrasta con la complejidad de la estructura del agua.