پژوهشگران دانشگاه صنعتی مالک اشتر برای نخستین بار در کشور موفق به طراحی و ساخت پیل سوختی «روی ــ هوا» از گروه پیل‌های سوختی پیشرفته «فلز ــ هوا» شدند که به عنوان یک منبع انرژی نوین با قابلیت کاربردهای صنعتی در مراکز تحقیقاتی دنیا در مرحله تدوین فن‌آوری بوده و هنوز به مرحله تجاری‌سازی نرسیده است.
ساخت اولین پیل سوختی فلز ــ هوا حداقل به 30 سال پیش بر می‌گردد و مطالعات تحقیقاتی اندکی روی این نوع پیل‌ها انجام شده است.
این نوع پیل‌ها با داشتن مزایایی چون دانسیته انرژی بالاتر از باتریها، ولتاژ کاری بالا و عدم تولید مواد سمی و مخرب زیست محیطی، به عنوان منبع پاک در صنایع خودرو، شارژ باتری‌های قابل شارژ و تامین انرژی مورد نیاز منازل، صنایع مخابراتی، مراکز دور افتاده، شرایط بحرانی نظیر زلزله، سیل و ... قابل استفاده است و به واسطه داشتن دمای کار پایین در برابر حساسه‌های مادون قرمز قابل ردیابی نمی باشد.
عواملی دیگر چون ارزانی، پایداری شیمیایی و عدم وجود هر گونه خطرات ذخیره سازی و حمل سوخت مانند احتراق، آتشگیری، قابلیت استفاده در محدوده وسیع دمای محیطی 40- تا 50+ درجه سانتیگراد، قابلیت به کارگیری در محیط‌های بسته خانگی و پناهگاه‌ها، فراوانی و وجود منابع سرشار روی و تولید با خلوص بالا در کشور مانند شرکت ذوب و روی بافق، شرکت ذوب و روی زنجان و ... ، تجدیدپذیر بودن سوخت و همچنین عدم وابستگی به منابع فسیلی، به کارگیری پیل سوختی روی ــ هوا را توجیه پذیرتر می‌کند.
ماده زاید حاصل از این فرایندهای الکتروشیمیایی، اکسید روی می‌باشد که نه تنها آلوده کننده محیط زیست نیست، بلکه می‌تواند به عنوان ماده اولیه صنایع مختلف دارویی، بهداشتی، رنگ، لاستیک و ... مورد بهره‌برداری قرار گیرد.
هر تک سل الکتروشیمیایی از آند با سوخت روی، کاتد به نام الکترود نفوذ گاز، جدا کننده مکانیکی و الکترولیت هیدروکسید پتاسیم تشکیل می‌شود که می‌تواند ولتاژ مدار باز 45/1 و ولتاژ عملیات حدود 1تا 2/1 ولت را در مدت زمان قابل قبولی - بسته به میزان فلز روی در تک سل - تامین کند.
ذرات روی به عنوان سوخت در محیط قلیایی الکترولیت قرار گرفته و اکسید روی به عنوان محصول نهایی واکنش تولید می‌شود که با جریان الکترولیت خارج می‌شود.
با انجام واکنش الکتروشیمیایی، الکتریسته از طریق مدار خارجی از آند به سمت کاتد جریان می‌یابد.
نشت الکترولیت اهمیت زیادی دارد، چرا که در صورت نفوذ آن به سطح کاتد و عبور از آن، باعث خوردگی و مسدود شدن روزنه‌های کاتد و مانع از عبور اکسیژن هوا می‌شود و به دنبال آن دانسیته جریان کاهش می‌یابد.
آزمایشات متعددی با نمونه ساخته شده انجام شد و نتایج خوبی پس از ساعتها کار مداوم به دست آمد.
تمام آزمایشات در شرایط دمایی 25 تا 32 درجه سانتیگراد و رطوبت 62 درصد در هوای آزاد انجام شده و زمان لازم جهت اخذ ولتاژ پس از تزریق الکترولیت حدود یک دقیقه به ثبت رسیده است.
با توجه به جدید بودن پیل سوختی روی ــ هوا و عدم وجود نتایج کافی در این خصوص، این تحقیق که برای اولین بار در کشور انجام شد توانسته است، اطلاعات نسبتا خوبی را ارائه کند.
بر اساس آخرین نتایج به دست آمده و با استفاده از جدا کننده مناسب با تخلخل بالا، بیشترین توان حاصل از تک سل ساخته شده با سطح فعال 60 سانتیمتر مربع 5/1 ولت دانسیته توان 25mW/cm2 و حداکثر جریان 2/1 آمپر بوده و در مرحله بهینه سازی قرار دارد.
به دلیل اهمیت این موضوع و مناسب بودن دانسیته توان در پیل سوختی روی ــ هوا، این تحقیقات در حال گسترش می‌باشد.
