پژوهشگران دانشگاه صنعتي مالك اشتر براي نخستين بار در كشور موفق به طراحي و ساخت پيل سوختي «روي ــ هوا» از گروه پيل‌هاي سوختي پيشرفته «فلز ــ هوا» شدند كه به عنوان يك منبع انرژي نوين با قابليت كاربردهاي صنعتي در مراكز تحقيقاتي دنيا در مرحله تدوين فن‌آوري بوده و هنوز به مرحله تجاري‌سازي نرسيده است.
به گزارش خبرنگار فن‌اوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، ساخت اولين پيل سوختي فلز ــ هوا حداقل به 30 سال پيش بر مي‌گردد و مطالعات تحقيقاتي اندكي روي اين نوع پيل‌ها انجام شده است.
اين نوع پيل‌ها با داشتن مزايايي چون دانسيته انرژي بالاتر از باتريها، ولتاژ كاري بالا و عدم توليد مواد سمي و مخرب زيست محيطي، به عنوان منبع پاك در صنايع خودرو، شارژ باتري‌هاي قابل شارژ و تامين انرژي مورد نياز منازل، صنايع مخابراتي، مراكز دور افتاده، شرايط بحراني نظير زلزله، سيل و ... قابل استفاده است و به واسطه داشتن دماي كار پايين در برابر حساسه‌هاي مادون قرمز قابل رديابي نمي باشد.
عواملي ديگر چون ارزاني، پايداري شيميايي و عدم وجود هر گونه خطرات ذخيره سازي و حمل سوخت مانند احتراق، آتشگيري، قابليت استفاده در محدوده وسيع دماي محيطي 40- تا 50+ درجه سانتيگراد، قابليت به كارگيري در محيط‌هاي بسته خانگي و پناهگاه‌ها، فراواني و وجود منابع سرشار روي و توليد با خلوص بالا در كشور مانند شركت ذوب و روي بافق، شركت ذوب و روي زنجان و ... ، تجديدپذير بودن سوخت و همچنين عدم وابستگي به منابع فسيلي، به كارگيري پيل سوختي روي ــ هوا را توجيه پذيرتر مي‌كند.
ماده زايد حاصل از اين فرايندهاي الكتروشيميايي، اكسيد روي مي‌باشد كه نه تنها آلوده كننده محيط زيست نيست، بلكه مي‌تواند به عنوان ماده اوليه صنايع مختلف دارويي، بهداشتي، رنگ، لاستيك و ... مورد بهره‌برداري قرار گيرد.
هر تك سل الكتروشيميايي از آند با سوخت روي، كاتد به نام الكترود نفوذ گاز، جدا كننده مكانيكي و الكتروليت هيدروكسيد پتاسيم تشكيل مي‌شود كه مي‌تواند ولتاژ مدار باز 45/1 و ولتاژ عمليات حدود 1تا 2/1 ولت را در مدت زمان قابل قبولي - بسته به ميزان فلز روي در تك سل - تامين كند.
ذرات روي به عنوان سوخت در محيط قليايي الكتروليت قرار گرفته و اكسيد روي به عنوان محصول نهايي واكنش توليد مي‌شود كه با جريان الكتروليت خارج مي‌شود.
با انجام واكنش الكتروشيميايي، الكتريسته از طريق مدار خارجي از آند به سمت كاتد جريان مي‌يابد.
نشت الكتروليت اهميت زيادي دارد، چرا كه در صورت نفوذ آن به سطح كاتد و عبور از آن، باعث خوردگي و مسدود شدن روزنه‌هاي كاتد و مانع از عبور اكسيژن هوا مي‌شود و به دنبال آن دانسيته جريان كاهش مي‌يابد.
به گزارش ايسنا، آزمايشات متعددي با نمونه ساخته شده انجام شد و نتايج خوبي پس از ساعتها كار مداوم به دست آمد.
تمام آزمايشات در شرايط دمايي 25 تا 32 درجه سانتيگراد و رطوبت 62 درصد در هواي آزاد انجام شده و زمان لازم جهت اخذ ولتاژ پس از تزريق الكتروليت حدود يك دقيقه به ثبت رسيده است.
با توجه به جديد بودن پيل سوختي روي ــ هوا و عدم وجود نتايج كافي در اين خصوص، اين تحقيق كه براي اولين بار در كشور انجام شد توانسته است، اطلاعات نسبتا خوبي را ارائه كند.
بر اساس آخرين نتايج به دست آمده و با استفاده از جدا كننده مناسب با تخلخل بالا، بيشترين توان حاصل از تك سل ساخته شده با سطح فعال 60 سانتيمتر مربع 5/1 ولت دانسيته توان 25mW/cm2 و حداكثر جريان 2/1 آمپر بوده و در مرحله بهينه سازي قرار دارد.
به دليل اهميت اين موضوع و مناسب بودن دانسيته توان در پيل سوختي روي ــ هوا، اين تحقيقات در حال گسترش مي‌باشد.