بيمتستخدم المحللات الكهربائية رقيقةأغشية تبادل البروتون(0.2 مم) وأقطاب كهربائية منظمة متقدمة، مما يسمح بمقاومة أقل وكفاءة أعلى. يتمتع غشاء تبادل البروتون بحمض البيرفلورو سلفونيك (هيئة الخدمات المالية) بثبات كيميائي ومتانة ميكانيكية، وقادر على تحمل فروق الضغط العالية التي تصل إلى 70 باسكال. ومع ذلك، فإن البيئة الحمضية والجهد العالي وتطور الأكسجين عند الأنود يخلق بيئة مؤكسدة قاسية. لذلك، هناك حاجة إلى معادن نبيلة مثل الإيريديوم أو البلاتين كمواد للأقطاب الكهربائية، والتي لا توفر فقط استقرارًا طويل الأمد لمكونات الخلية ولكن أيضًا موصلية إلكترونية ممتازة، وبالتالي تعزيز كفاءة التفاعل. تساهم التكلفة العالية لحفازات المعادن النبيلة في ارتفاع تكلفة مكدسات بيم مقارنة بالمحللات الكهربائية القلوية.
تصميمبيمإن أنظمة التحليل الكهربائي مضغوطة ومباشرة، ومع ذلك فهي حساسة لشوائب الماء مثل الحديد والنحاس والكروم والصوديوم، كما أنها معرضة لمخاطر الحرائق. حاليًا، تقترب مساحة الأقطاب الكهربائية لأجهزة التحليل الكهربائي بيم من 2000 سم²، ولكن لا تزال هناك فجوة كبيرة لتحقيق أهداف مستوى الوزن الجزيئي باستخدام مجموعات فردية. بالإضافة إلى ذلك، لا تزال موثوقية وعمر أجهزة التحليل الكهربائي بيم ذات مستوى الوزن الجزيئي الكبيرة تتطلب التحقق.
مكونات نظام بيم أبسط كثيرًا من مكونات الأنظمة القلوية، حيث تتطلب عادةً مضخة دائرية ومبادل حراري وجهاز تحكم في الضغط ومعدات مراقبة على جانب الأنود (الأكسجين). أما على جانب الكاثود، فعادةً ما تكون هناك حاجة إلى مكونات مثل أجهزة فصل الغاز ومعدات إزالة الأكسجين لإزالة الأكسجين المتبقي ومجففات الغاز والضواغط. يمكن أن تعمل أنظمة بيم في ظل ظروف الضغط الجوي والتفاضلي والمتوازن، مما يساعد على تقليل التكاليف وتعقيد النظام ونفقات الصيانة.
حالة الضغط المتوازن:يعمل كلا جانبي المحلل الكهربائي بنفس الضغط، ويتم التحكم فيه بواسطة صمامات تنظم ضغوط الأكسجين والهيدروجين.
حالة الضغط الجوي (<1 ضغط جوي):عندما يكون الماء موجودًا على الأنود ويتجاوز جهد الخلية جهد الخلية المحايدة الحرارية عند درجة حرارة الغرفة، يتم توليد الهيدروجين والأكسجين عند الأقطاب الكهربائية.
حالة الضغط التفاضلي:يمكن أن يعمل إلكتروليت غشاء بيم تحت فرق ضغط يتراوح بين 3-7 ميجا باسكال، ولكن يلزم وجود غشاء أكثر سمكًا لتعزيز المتانة الميكانيكية وتقليل نفاذية الغاز لضمان الكفاءة. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة عادةً إلى محفزات إضافية لتحويل الهيدروجين الذي ينفذ بسبب الضغط العالي إلى ماء مرة أخرى.
