Чем отличаются солевые батарейки от щелочных: В чём особенность алкалиновых элементов питания?

Как выбрать батарейки | Батарейки и аккумуляторы | Блог

Сегодня батарейки это такой же продукт первой необходимости, как и зубная паста или салфетки, без них не будет работать пульт, ночник, фонарик, калькулятор, часы и многое другое. Если вы сейчас сядете и посчитаете, сколько же приборов питается от этих маленьких элементов, то возможно удивитесь, практически половине устройств необходимо покупать батарейки. Как часто придется менять, зависит от грамотного подхода к выбору батареек. Почему элементы питания одной фирмы работают месяц, а другой пол года? Дело даже не в цене. Как правило, в магазине покупатель первым делом смотрит на форму и размер, может еще и на производителя. Лишь единицы подбирают батарейки по химическому составу, напряжению, емкости, проверяют сроки годности.

Что такое батарейка и когда она появилась?

Батарейка (она же гальванический элемент) – это источник электроэнергии, который действует на основе химических взаимодействий определенных веществ между собой. Первый химический элемент питания был изобретен Луиджи Гальвани. Точнее Гальвани первооткрыватель процесса, причем совершенно случайный. Ученый проводил опыты над лягушкой и когда он подсоединил к ее лапке две полоски разных металлов, то обнаружил протекание тока между ними.

Открытие Гальвани послужило толчком для другого ученого — Алессандро Вольта, который докопался до истины и дал развитие научной находке. В дальнейшем инициативу по усовершенствованию элементов питания подхватили компании, первой из которых была Eveready. Реализуемая компанией продукция лишь отдаленно напоминала современные виды элементов питания, основными действующими веществами были марганец и цинк. Предназначались первые батарейки для радиоприемников, в дальнейшем электропитание на основе химического взаимодействия распространилось в машиностроительной отрасли.

В 1920 годах на рынок выходит всем известная компания Duracell. Приборы с питанием от батареек распространялись все шире, производство росло в геометрической прогрессии. Первая батарейка Duracell изготавливалась из цинкового корпуса с графитным электродом и латунным колпачком. Заполнена она была оксидом марганца, стенки цинкового корпуса изнутри покрывали электролитом. Латунный колпачек был положительным, а донышко цинкового корпуса отрицательным полюсом. Такие батарейки выпускались вплоть до развала СССР. Но ввиду своих недостатков: малого срока службы, не безопасной конструкции они быстро ушли в прошлое. На смену старому образцу пришли современные элементы питания с долгим сроком жизни, безопасной конструкцией и высокой емкостью.

Современные виды батареек

В зависимости от состава и активных компонентов батарейки можно разделить на группы. У каждой группы есть плюсы и минусы.

— Солевые батарейки. Самый бюджетный вид элементов питания, характеризуются низкой отдачей тока, коротким сроком службы и хранения. При низких температурах емкость уменьшается намного быстрее. Устройство солевых батареек не далеко ушло от первых образцов компании Duracell. Электроды выполнены из оксида марганца, цинка и соединены между собой солевым мостом. Но несмотря на все недостатки потребители по-прежнему покупают солевые батарейки в больших количествах. Лучший способ применения для солевых гальванических элементов это приборы с низким потреблением: часы, пульты дистанционного управления, весы. Если солевую батарейку оставить в приборе и долго не использовать велика вероятность что она потечет. Связанно это с протеканием химических реакции, на последней стадии разряда характерно повышение активной массы положительного электрода, из-за чего увеличивается давление на электролит. Параллельно протекают процессы разложения диоксида марганца и коррозии цинка, что влечет за собой выделение кислорода и водорода, объем и давление внутри батарейки повышаются.

— Щелочные (алкалайновые) батарейки. Универсальные как по цене, так и по сроку службы батарейки, занимающие большую долю рынка . В качестве электролита используется гидроксид калия, от чего у батареек такое название. Щелочные батарейки хранятся до пяти лет, имеют большую емкость, чем предшественники. У данного вида снижены риски протечки, долгая работоспособность при низких температурах и минимальная скорость саморазряда. Маркируются щелочные элементы питания надписью ALKAliNE, что в переводе с английского значит щелочные. Рекомендуются для использования в приборах с умеренной нагрузкой, таких как: детские игрушки, ночники, радио, пульты ДУ и т.п.

— Литиевые батарейки. Появились сравнительно недавно, находятся выше по ценовой категории. С развитием всевозможных гаджетов и портативных устройств начал расти спрос на элементы питания, выдерживающие интенсивное потребление тока в длительный промежуток времени. Литиевые батарейки отвечают всем требованиям потребителя: долгий срок хранения и службы, устойчивость к температурам (высоким и низким), легкие по весу, не протекают. Следует отметить, литиевые батарейки обладают постоянным напряжением и высокой энергоплотностью, которую не обеспечит ни один предшественник. Подходят для оборудования с высоким энергопотреблением: фонари, вспышки, фотоаппараты, портативные колонки. Маркируются надписью на корпусе «lithium».

Довольно редко встречаются ртутные и серебряные элементы питания, хотя по своим свойствам они схожи и мало чем уступают литиевым.

Недостатками ртутных элементов питания считается небезопасность использования при повреждении целостности конструкции, сложности с утилизацией.

Типоразмеры батареек

Батарейки отличаются не только размерами, но формой, одни распространены и широко известны (АА, ААА), другие приходится долго искать по магазинам. Несмотря на изобилие форм, все батарейки имеют классификацию согласно стандартам. Привычные на слух названия размеров АА, ААА, С, D принадлежат американскому стандарту.

Существуют и другие системы классификаций элементов питания: международные, национальные. В России размеры батареек регламентированы согласно ГОСТу, но данный вид маркировки не на слуху и мало кто из молодежи им пользуется.

АА (пальчиковые или R6/LR6) – цилиндрические тонкие батарейки, используются в пультах ДУ, часах, игрушках, фонарях и другой мелкой технике. Обозначение R6 говорит о размерности батарейки, а приставка L вносит ясность, что элемент щелочной.

ААА (мизинчиковые или R03/LR03) – цилиндрические батарейки, тоньше элементов АА, но могут применяться в тех же приборах.

С (R14/LR14) и D (R20/LR20) – похожие по форме и размеру элементы, по сравнению с АА и ААА очень громоздкие и тяжелые. Сегодня производители редко прибегают к установке данных элементов питания, так как размеры гаджетов становятся все меньше и компактнее, батарейки соответственно тоже.

Крона (6F22 / 6LR61) – данный элемент питания отличается от предыдущих размерами, формой и самым высоким напряжением 9V. Контакты батарейки находятся с одной стороны. Применяется в современных приборах крайне редко.

К отдельной категории следует отнести миниатюрные элементы питания, выполненные в виде «таблетки». Они имеют собственную обширную маркировку и классификацию, отличаются по диаметру, высоте, емкости, химическому составу.

Важные особенности

— Саморазряд. Это потеря емкости батареи за период хранения, поэтому у каждого элемента питания есть срок годности. За время хранения (без использования) батарейки емкость может сократиться до 30%, так же многое зависит от температуры хранения. Происходит это из-за медленного протекания химических процессов внутри батарейки, т.е. процесс протекает все время, просто в рабочем режиме химические реакции проходят быстрее, а в состояние покоя медленнее. Когда покупаете батарейки, обязательно смотрите на дату производства, чем она свежее, тем больше емкость соответствует заявленной.

— Напряжение. В зависимости от вида и типа батарейки варьируется напряжение, которое она обеспечивает. Стандартное напряжение бюджетных элементов питания 1,5V, литиевые батарейки обеспечивают напряжение в 3V. Самым мощным элементом питания следует считать Крону, напряжение составляет 9V.

— Емкость. Показатель, определяющий количество «электричества» с батарейке, срок службы элемента питания напрямую зависит от емкости. Как рассчитать время выработки батарейки?

Для расчета важно знать два параметра: заряд и потребляемый ток. Допустим заряд батарейки 3 Ач и установлена она в устройство с потреблением тока 250 мАч (0,25Ач), рассчитываем сколько часов проработает батарейка: 3 Ач / 0,25 Ач = 12 часов.

Фактический срок службы может не совпадать с рассчетным по ряду причин:

• Температура внешней среды

• Саморазряд

• Режимы использования

• Ток отсечки

Подводим итоги

Сравнительный тест мизинчиковых ААA батареек от DNS LAB | Батарейки и аккумуляторы | Обзоры

Лаборатория DNS завершила сравнительное тестирование батареек форм-фактора AAA разного типа и готова поделиться полученными результатами. Проверяли 32 батарейки разных производителей и ценовых категорий.

В тестировании принимали участие батарейки следующих брендов:

Подробные результаты тестов батареек каждого бренда можно увидеть, пройдя по ссылкам выше.

Солевые батарейки (R03, Heavy Duty, Super Heavy Duty, марганцево-цинковый солевой элемент, угольно-цинковый элемент) и литиевые (FR03, Litium) мы добавили для сравнения  возможностей различных химичиских систем. Основное сражение пройдет между щелочными батареями (LR03, LR3, Alkaline, Super Alkaline, щелочные марганцево-цинковые элементы,  алкалиновые).

Батарейки Tinco, Vinnic, Tcbest – 100% китайцы с Aliexpress. Причем Tcbest по заявлению продавца лучше любых щелочных. Аналогичное китайское происхождение имеют батарейки Pairdeer, но наш экземпляр мы приобрели в «Леруа Мерлен».

Объем тестирования 

Батарейки проходили проверку в нескольких тестах:

• Измерение реальной емкости батареек при разряде током 250 мА до напряжения 1 В.
• Измерение реальной емкости батареек при разряде током 250 мА до напряжения 0,8 В.
• Измерение реальной емкости батареек при разряде током 1 А до напряжения 1 В.
• Измерение реальной емкости батареек при разряде током 1 А до напряжения 0,8 В.
• Измерение реальной емкости при разряде током 1 А до напряжения 1 В при воздействии пониженной температуры – 15^о С.
• Измерение тока короткого замыкания, максимальной температуры с контролем деформаций батареек.
• Измерение напряжения в режиме холостого хода на новых батареях.
• Измерение внутреннего сопротивления батареек. 

Результаты измерений

Измерения проводились с помощью батарейного анализатора ANQ 8 Channel Battery Analyzer. Ранее аналогичное тестирование проводилось для аккумуляторов ААА. С его результатами можно познакомиться в соответствующей статье.

Измерение емкости батареек

Измерение отданной энергии mWh и емкости mAh батареек проводилось в нескольких режимах для оценки длительности их использования и возможности работы батареек на нагрузку с небольшим и высоким током. Для этого батарейки испытывались методом их разряда током нагрузки 250 мА до напряжения в 1 В, разряда током нагрузки 250 мА до напряжения в 0,8 В, разряда током нагрузки 1 А до напряжения в 1 В, разряда током нагрузки 1 А до напряжения в 0,8 В.

Рассмотрим подробно результаты каждого теста.

При разряде током 250 мА до напряжения 1 В лучшие результаты показали батарейки Energizer Ultimate Lithium и FinePower Lithium. Остальные дали сопоставимые результаты за исключением пяти аутсайдеров. У Tcbest напряжение почти сразу просело до 1 В, что характерно для рядового китайца с Али.

Также слабые результаты в этом тесте показали Kodak ZINC, PLEOMAX R03, ТРОФИ Ultra и GP Ultra. И если для первых двух моделей плохие результаты были ожидаемы, так как это солевые батарейки, то ТРОФИ УЛЬТРА и GP Ультра оказались самыми плохими в этом тесте из щелочных батареек, и их результат — это половина от того, что может дать этот тип химии. Данные батареи не подойдут для цифровых камер, так как большинство из них отключается при напряжении 1 В на элемент. Лучшие батареи по версии рекламы оказались хуже неизвестных китайцев. В защиту Duracell можно сказать, что на момент тестирования китайские элементы были произведены на полгода позже.

При разряде током 250 мА до напряжения 0,8 В также нужно отметить Energizer Ultimate Lithium и FinePower Lithium. Кроме того, следует похвалить батарейки FinePower. В тесте принимали участие батарейки этого бренда из двух партий – произведенные в июне и октябре 2019 года. Если батарейки, выпущенные в июне 2019 года, находятся на уровне большинства конкурентов, то FinePower от октября 2019 года показали третий результат среди всех моделей и лучший среди щелочных батареек.

Однозначными аутсайдерами теста оказались батарейки Tcbest. Также плохие результаты у Kodak ZINC и PLEOMAX R03. Из щелочных батареек самые плохие результаты у ТРОФИ Ultra.

В тесте на разряд батареек током 1 А до напряжения 1 В лидерами теста опять оказались Energizer Ultimate Lithium и FinePower Lithium. Среди щелочных батареек хорошие результаты у FinePower от октября 2019 года, Panasonic Evolta и Philips Power.

Плохие результаты у Kodak ZINC, Tcbest, PLEOMAX R03 и ТРОФИ. Эти солевые батарейки сразу просели до напряжения менее 1 В. Более того, Kodak ZINC не выдержали и следующего теста, их напряжение снизилось сразу менее 0,8 В. Для работы под большой токовой нагрузкой эти батарейки не предназначены в принципе. Tcbest, PLEOMAX R03 и ТРОФИ также разрядились до 0,8 В очень быстро. 

Лидерами в тесте на разряд током 1А до напряжения 0,8 В оказались все те же Energizer Ultimate Lithium и FinePower Lithium. Также можно отметить хорошие результаты у таких батареек, как Finepower, Panasonic Evolta, Lexman, IKEA и Philips Power. Интересно, что похожие результаты оказались как у недорогих батареек, например IKEA, так и у стоящих значительно дороже Panasonic. Аутсайдерами стали Tcbest, PLEOMAX R03, ТРОФИ и Kodak ZINC, что ожидаемо, так как это солевые батарейки. Из щелочных батареек самые плохие результаты у ТРОФИ, а лучше всех работали Finepower, изготовленные в октябре 2019 года, и Panasonic Evolta.

Очень интересным получился тест батареек на разряд током 1 А при температуре –15^о С. Отлично показали себя Energizer Ultimate lithium, показавшие результаты, сопоставимые с нормальными условиями. Также при пониженной температуре некоторое время работали Tinko, Finepower, Panasonic, Vinnic. Остальные батарейки проработали минимальное время или сразу разрядились до напряжения ниже порогового. 

Поэтому, если вам нужно использовать батарейки в холодную погоду — выбирайте Energizer Ultimate Lithium. Также можно порекомендовать Panasonic или Finepower. Остальные модели однозначно нужно держать в тепле, чтобы они смогли проработать какое-то время.

Проверка напряжения холостого хода батареек в состоянии поставки (только что извлеченных из блистера) показала, что все они исправны и выдают заявленное производителем напряжение. Несколько больше оно было у Energizer Ultimate Lithium и FinePower Lithium, что находится  в пределах допуска и является характерным для этого типа источников питания, и у одного из аутсайдеров — Tcbest.

Как оказалось в следующем тесте, у Tcbest еще и самое большое внутреннее сопротивление из всех участников теста. Также высокое внутреннее сопротивление у солевых PLEOMAX R03 и ТРОФИ. Минимальным оказалось сопротивление у щелочных батареек PLEOMAX и Panasonic Everyday Power.

Максимальный ток короткого замыкания отдавали батарейки Kodak Ultra Premium, IKEA, Philips Power. Минимальный ток у Tcbest, PLEOMAX R03, Kodak ZINC и ТРОФИ. Ожидаемо батарейки с высоким внутренним сопротивлением отдавали минимальный ток короткого замыкания. То есть, такие батарейки работать на высокую токовую нагрузку не могут.

Замеры температуры при максимальной нагрузке показали, что больше всего разогреваются батарейки GP Ultra и Kodak Ultra Premium. Минимальный разогрев отмечался у батареек Tcbest, PLEOMAX R03 и ТРОФИ Ultra.

Для оценки средней емкости батареек при работе в разных режимах был выполнен расчет среднего арифметического значения по результатам проведенных тестов. Лучшие результаты показали Energizer Ultimate Lithium и FinePower Lithium, что вполне ожидаемо. Из щелочных батареек лучшие результаты у FinPower, Panasonic Evolta, Lexman. Минимальная емкость у солевых Tcbest, Kodak ZINC и PLEOMAX R03, не проявивших себя ни в одном из тестов. Из щелочных самые плохие результаты у ТРОФИ и GP.

Самая высокая цена из участников тестирования у батареек Energizer Ultimate Lithium, а также Panasonic Evolta, FinePower Lithium, Energizer, Duracell Ultra Power. Минимальная цена у Kodak ZINC, Pairdeer Ultra и IKEA. Но, если IKEA достаточно интересны по результатам тестов, то низкая цена Kodak ZINC пропорциональна их низкому качеству — почти во всех тестах эти батарейки попали в число аутсайдеров.

Для оценки соотношения «цена/качество» батареек построена диаграмма соотношения между средней емкостью и ценой, показывающая сколько в среднем емкости получит покупатель на потраченный рубль. Лучшие показатели оказались у недорогих батареек Pairdeer Ultra, IKEA и Rexant. Наименее выгодные  — Duracell Ultra Power, показавших средние результаты в измерениях, но при этом являющихся одной из самых дорогих моделей, принимавших участие в тестировании. Самые дешевые солевые батареи оказались одними из самых дорогих.

Выводы

Лучшие батареи, если не смотреть на цену, литиевые. Они обладают хорошей мощностью, хорошей емкостью при любой нагрузке, в том числе при пониженной температуре, чем оправдывают свою цену. Обратите внимание, что в тесте эти батарейки оказались в середине рейтинга только из-за цены. Их применение оправдано при низких температурах в фотоаппаратуре, рациях, в датчиках домашних метеостанций, в брелках автосигнализаций.

Для рачительных хозяев подойдет вариант с недорогими щелочными батарейками. Для нагрузки с высоким током потребления (игрушки с электромоторами, фонари, плееры, рации) можно порекомендовать Pairdeer Ultra, Finepower, IKEA и Panasonic. 

Хотя по соотношению «средняя емкость/цена» лучшими в тестах оказались батарейки Pairdeer Ultra, IKEA и Rexant, вам придется купить их минимум штук 10. Можно обратить внимание на Finepower, которые продемонстрировали хорошие показатели почти во всех тестах и попали в лучшие модели по соотношению «емкость/цена». Они доступны в упаковках от 2 до 48 штук. В упаковке 48 штук Finepower еще и оказался лучшим в категории «емкость/цена». Важно знать: свежие батареи работают дольше, запасаться впрок не желательно.

Солевые батарейки Tcbest, Kodak ZINC и PLEOMAX R03 показали худшие результаты во всех тестах без исключения. Их сложно рекомендовать даже для использования в пультах ДУ и часах, так как они склонны к протеканию. Корпус солевого элемента является электродом и по мере отдачи заряда он истончается, теряет гермитичность, электролит попадает на контакты устройства и окисляет их.  Даже при небольшой нагрузке эти батарейки показали наименьшие значения емкости. Тесты наглядно показали, что солевые батарейки, несмотря на их низкую стоимость, использовать невыгодно. Есть много сопоставимых по цене решений со значительно лучшими результатами.

Алкалиновые батарейки: классификация, плюсы и минусы

Батарейки предназначены для питания приборов, которые функционируют автономно от электросети: пульты ДУ, фототехника, радио, аудиоплееры. Разные типы источников питания различаются между собой составом электролита. Также можно заметить, что большим эксплуатационным сроком отличаются литиевые и щелочные батарейки.

Далее мы расскажем о том, какие батарейки лучше солевые или щелочные, какую классификация имеют алкалиновые батарейки, в чем разница между щелочными и литиевыми элементами, батарейки какого типа лучше покупать, из чего состоят элементы, а также полезные советы по эксплуатации источников питания.

Отличие щелочных батареек от солевых

Чтобы выяснить, какие лучше солевые или щелочные батарейки, необходимо разобраться в их отличиях:

• устройство батареек отличается типом положительного заряда;
• эксплуатационный срок карбоновых элементов в три раза меньше, чем у щелочных;
• большую силу тока использовать для карбон-цинковых элементов нельзя из-за внутреннего сопротивления прибора, а в алкалиновых такого ограничения нет;
• солевые батарейки не стабильно функционируют при перепадах температур, на морозе они быстрее разряжаются, чем алкалиновые элементы;
• карбоновые источники имеют показатель удельной емкости в 5 раз меньше, чем у марганцево-цинковых батареек;
• у щелочных элементов корпус герметичнее и это позволяет не вытаскивать их из нефункционирующего изделия, а карбоновый тип после нескольких лет работы имеет серьезный риск вытекания электролита;
• стоимость у алкалиновых источников больше, чем у солевых.

Классификация алкалиновых батареек

Обозначение алкалиновых или щелочных источников питания отличается у изготовителей из различных стран, поэтому их можно классифицировать по нескольким характеристикам.

По наружной части аккумуляторы можно классифицировать как:

• таблетки. Имеют обозначение CR. Изготавливаются в круглой форме с диаметром 0,3см-0,47см. Из-за своих размеров и надежного корпуса такие элементы применяются в пультах, часах, весах и т.д.;
• мизинчиковые. Имеют маркировку ААА. Изготовлены в форме цилиндра высотой в 4,45см и массой до 15г. Такие источники из-за своих габаритов и большой эффективности используются в детских игрушках, электротехнике и пультах ДУ;
• пальчиковые. Обозначаются АА. Изготавливаются также в форме цилиндра длиной в 5см и массой до 20г. Наибольшую распространенность пальчиковые батарейки получили в фото- и радиотехнике;
• кроны. Маркировка – PP3. Производятся в прямоугольной форме длиной до 5см и массой до 55г. Имеют с 2-х сторон штекер и гнездо. Используются в радиотехнике;
• бочонки. Обозначение – D. Этот вид батареек имеет вес от 60г до 140г. Применяется в изделиях с высоким токопотреблением, например, в фонарях, акустических системах и т.д.

Щелочные и алкалиновые элементы на корпусе имеют следующие обозначения: Alkaline, L, LR.

Можно ли заряжать алкалиновые батарейки

Перезаряжаемые щелочные батарейки изготавливаются не многими производителями. Поэтому, чтобы узнать, можно ли подзаряжать элемент питания, необходимо посмотреть на его корпус. Если есть надпись RAM, то значит, источник можно подзаряжать.

По стоимости такие аккумуляторы дороже, но их цена быстро окупается. Нужно заметить, что такие устройства могут выполнять восстановление емкости около 25 раз, дальше прибор приходит в негодность и его можно утилизировать.

Обычные алкалиновые элементы являются не перезаряжаемыми, поэтому для таких устройств выполнять подзарядку нельзя.

Что такое алкалиновая батарейка

По устройству алкалиновые элементы схожи с карбоновыми. Главное отличие состоит в размещении компонентов. У щелочных имеются 2 электрода и электролит. Цинк в порошкообразной форме, который пропитан гидроксидом калия, выполняет функцию отрицательно заряженного электрода. В роли положительно заряженного электрода выступает диоксид марганца.

Между собой эти 2 электрода разделены пропитанным электролитом сеператором. Компонент с плюсовым контактом покрыт никелем и имеет форму стакана. А минусовой контакт изготовлен из стали в форме таблетки.

Плюсами этого типа являются:

• большая энергоемкость;
• продолжительный эксплуатационный срок до 7 лет;
• нет саморазряда;
• герметичность корпуса, из-за малого числа газов их можно довольно много времени не вытаскивать из неработающего прибора;
• защита от взрыва клапана;
• удельная емкость алкалинового источника при малой нагрузке больше в 1,5 раза, чем у карбон-цинкового типа;
• во время разряда алкалиновые батарейки имеют показатель емкости в десять раз выше, чем у карбоновых с такими же размерами;
• возможность функционировать даже при морозе.

Минусы:

• значительный вес;
• цена;
• нет возможности восстановления.

Область использования распространяется на не малое число устройств. Подобные источники питания нужны для функционирования мощных приборов, например, цифровых фотоаппаратов, бытовых весов, электронных часов, медицинского оборудования и т.д. Наиболее распространенными являются компании Energizer и Duracell американского производства. Кроме того, хорошо себя зарекомендовали компании Toshiba и Sony, которые изготавливаются японскими фирмами.

Также можно заметить, что между емкостью и разрядом алкалиновых элементов имеется обратная зависимость. Снижение емкости выполняется поэтапно, и при разрядке со значительной силой тока отличаться этот тип от карбонового будет в 10 раз.

Отличие солевых батареек от алкалиновых

Подбирая элементы для питания электроприборов, пользователи думают о стоимости и качестве. Солевые и алкалиновые элементы, чем отличаются эти типы? В плане экономии, самым бюджетным вариантом является карбон-цинковый тип. Поскольку изготовление этих приборов обходится намного дешевле, и они производятся в больших объемах. Это все преимущества солевых батареек перед щелочными.

Еще одним отличием солевого типа от алкалинового является состав электролита. У первых используется соляной раствор, а у вторых – щелочь.

Коэффициент полезного действия (КПД) у алкалиновых в несколько раз выше, чем у карбоновых. Кроме того, они обладают большим эксплуатационным сроком, по сравнению с солевым типом. Эти различия говорят о том, что алкалиновые батарейки способны работать дольше и эффективнее, чем их аналог.

У солевых батареек энергоемкость в 4 раза меньше, чем у алкалиновых. Во время приобретения этого элемента необходимо посмотреть на дату производства. Если со дня изготовления карбоновых источников прошло много времени, то приобретать такие элементы не нужно, поскольку в таком случае они быстро выйдут из строя.

Разница между щелочными и литиевыми батарейками

Алкалиновые источники имеют номинальное значение напряжения в 1,5В на одну ячейку. Чтобы повысить этот показатель, необходимо последовательно подсоединить элементы друг с другом. Расчетное напряжение у литиевых батареек намного больше, чем у алкалиновых, и составляет примерно 3,6В на одну ячейку.

По этой причине для работы с высоким энергопотреблением используют литиевые источник питания, например в ноутбуках, медицинском оборудовании, военной технике и различных гаджетах. Если вы посмотрите на АКБ своего телефона, то обнаружите, что там используется литий ионная батарейка на 3,6В.

Алкалиновые элементы применяются в приборах с меньшим потреблением энергии, например, в наручных часах, пультах ДУ, весах и т.д.

Рекомендации и советы потребителям

За 1 год хранения алкалиновый источник питания теряет около 15% своего заряда, по этой причине следует применять прибор сразу после приобретения, и при этом нужно помнить, что нельзя покупать элемент с истекающим сроком хранения.

Хоть на маркировке и указано, что работать данные элементы могут при температуре до -30˚С, но все же применять их на морозе не рекомендуется. После истечения некоторого времени значение энергоемкости сильно уменьшиться.

Не все батарейки можно подзаряжать. Чтобы убедиться в том, что вам можно выполнить эту процедуру, необходимо посмотреть на соответствующую отметку. Если у вас аккумуляторный тип, то ваш элемент является перезаряжаемым, и значит, для него можно выполнять подзарядку. Для восстановления емкости рекомендуется использовать только оригинальные ЗУ, в противном случае применение других зарядников может привести к негативным последствиям.

Видео об алкалиновых батарейках

 

Шпаргалка: Виды батареек по размерам и химическому составу — Гаджеты. Технологии. Интернет

Какие батарейки лучше — алкалиновые или солевые? Ни те и не другие. В этой статье мы разберемся в химическом составе и типоразмерах батареек, которые используются в бытовой электронике. Читайте нашу шпаргалку по этим двум вопросам.

Виды батареек по химическому составу

В быту «батарейками» называют гальванические элементы, которые создают электрический ток за счет химической реакции. Гальванические элементы производят электрическую энергию благодаря реакциям между двумя металлами в растворе электролита. Один металл является «минусом», другой «плюсом». Между ними протекает реакция окисления (на «минусе») и восстановления (на «плюсе»), за счет которой и возникает ток.

Традиционно с химической точки зрения батарейки разделяют на виды в зависимости от того, какие металлы или какой тип электролита в них используется.

Солевые батарейки

Это старейший тип батареек, разработанный компанией Eveready еще в 20-х годах прошлого века. В качестве «минуса» в нем используется цинк, а в качестве «плюса» — двуокись марганца. Электролит, который обеспечивает протекание реакции — хлорид аммония.

Это соль, поэтому батарейка называется солевой.

Солевые батарейки имеют международную маркировку R. Такие батарейки подходят для устройств, не требующих большой мощности питания: детских игрушек, пультов ДУ для телевизоров, часов, ручных фонариков, небольших радиоприемников.

Преимущества

дешевизна
маленький вес
возможность возобновить работу батарейки после разряда

Недостатки

невысокая выработка тока
не работают при минусовых температурах
небольшой срок хранения
проблемы с герметичностью
и быстрая разрядка при неиспользовании

Щелочные батарейки

Щелочные батарейки также называются алкалиновыми (от французского alcaline — щелочной). Они также состоят из марганца и цинка, но в качестве электролита, в котором протекает реакция, в них используется гидроксид калия. Это щелочь, поэтому у батарейки такое название.

Щелочная батарейка маркируется буквами LR. Эти батарейки подходят для устройств со средним и высоким потреблением тока, таких как ручные прожекторы, плееры и диктофоны, фотоаппараты.

Преимущества

большая емкость, чем у солевых
могут работать при низких температурах
герметичны
малая скорость саморазряда — могут храниться до 7 лет

Недостатки

цена чуть выше
более тяжелый вес
одноразовые — после выработки заряда использоваться больше не могут

Ртутные батарейки

В этих батарейках в качестве «минуса» служит цинк, а «плюса» — оксид ртути. Они разделяются слоем электролита, в роли которого выступает 45% раствор щелочи (гидроксид калия, как и в алкалиновых).

Ртутные батарейки в наше время используются очень редко из-за общеизвестного факта: ртуть токсична. Однако еще в недалеком прошлом они активно применялись в электронных часах, весах, медицинской технике — слуховых аппаратах, кардиостимуляторах.

Преимущества

стабильность напряжения
большая ёмкость
высокая энергоплотность
стойкость к перепаду температур
долгое время хранения

Недостатки

ядовитость ртути при нарушении герметичности
дороговизна
сложность утилизации

Серебряные батарейки

Есть и такие. В них роль «минуса» опять играет цинк, а роль «плюса» — оксид серебра. Реакция с выделением электрического тока протекает при помощи щелочного электролита — гидроксида калия или натрия.

Международная маркировка серебряной батарейки — SR. Используются они в тех же сферах, что и ртутные, и по достоинствам и недостаткам практически им аналогичны. Главное преимущество серебряных батареек перед ртутными — безопасность: серебро нетоксично, и при нарушении герметичности корпуса нет риска отравления. Главный минус — серебряные батарейки дороже всех остальных видов батареек.

Литиевые батарейки

Наконец, последний тип батареек — литиевый. У этих батареек в качестве «плюса» используется литий, а вот «минус» и электролит могут быть представлены различными веществами: диоксид марганца, монофторид углерода, пирит, тионилхлорид и другие.

Литиевые батарейки могут использоваться в разной портативной электронике и имеют маркировку CR. Они объединяют в себе все преимущества предыдущих типов и, по факту, являются самым хорошим гальваническим элементом питания. Но по сравнению с щелочными и солевыми элементами литиевые батарейки дороговаты (хотя в зависимости от используемых веществ цена может сильно различаться). Поэтому первые тоже выпускаются в большем количестве для бюджетного сегмента.

Преимущества

легкость
долгое время хранения (до 12 лет)
термическая стойкость
стабильное напряжение
высокая энергоплотность и энергоемкость

Недостатки

высокая стоимость

Как видите, литиевые батарейки — это единственный тип, у которого достоинства решительно перевешивают недостатки. Поэтому рекомендуем попробовать:

Виды батареек по размерам

Батарейки с одним и тем же химическим составом могут иметь разный размер и форму (типоразмер). Мы составили для вас таблицу-шпаргалку по типоразмерам батареек, чтобы вы точно разобрались, батарейки AA и AAA — это пальчиковые и мизинчиковые?

Цилиндрические батарейки

Типоразмер	Бытовое название	Ширина, мм	Высота, мм	Возможный химический состав	Внешний вид
A (23)	Мини-мизинчиковая	10,5	28,9	Солевые, щелочные
AA (03)	Пальчиковая	14,5	50,5	Солевые, щелочные, литиевые
ААА (6)	Мизинчиковая	10,5	44,5	Солевые, щелочные, литиевые
AAAA (40)	Маленькая мизинчиковая	8,3	42,5	Солевые, щелочные
С (14)	Средняя	26,2	50	Солевые, щелочные
D (20)	Большая	34,2	61,5	Солевые, щелочные
РР3	Крона	26,5	48,5	Солевые, щелочные, литиевые

Замена отжившей цилиндрической батарейки, таким образом, не представляет особой трудности. Достаточно сопоставить маркировку химического состава и типоразмера — и она должна быть представлена на корпусе нужной вам батарейки. Например:

• R23 — солевая A;
• LR03 — щелочная AA;
• СR6 — литиевая AAA.

А вот ртутные и серебряные элементы, как правило, представлены в круглом формате — ее в быту называют «таблеткой». Круглые батарейки имеют великое множество типоразмеров, не подчиняющихся единому стандарту.

На фото — многочисленные размеры круглых батареек.

Производители выпускают их такого размера, как им угодно, поэтому замена отжившей батарейки часто представляет заметную проблему. Впрочем, хорошо то, что использование таких элементов ограничено крайне узким кругом устройств. Наша рекомендация: прочтите маркировку на корпусе батарейки и поищите элементы с аналогичной маркировкой в интернете или ближайшем магазине.

Солевые батарейки: Маркировки, Характеристики и Отличия

Благодаря обилию электротехнических устройств, работающих от батареек, подобные изделия получили широкое распространение среди потребителей. Одной из самых популярных разновидностей источников питания данного типа, представляются солевые батарейки.

Что из себя представляет солевая батарея

Батарея состоит из группы электрических двухполосников, которые соединены между собой последовательно или параллельно. Несмотря на иное значение термина, в повседневной жизни слово «батарейка» закрепилось за одиночными гальваническими элементами, закрепленными в единую цепь.

Пальчиковая AA R6

Как правило, они используются для питания различных электроприборов, что позволяет сделать их портативными, независимыми от стационарного источника питания. Первые солевые батарейки, которые также именуются элементами Лекланше, были изобретены в далеком 1865 году.

Подобные изделия идеально подходят для использования в устройствах, потребляющих малое и умеренное количество энергии. Их конструкция очень проста, что позволяет сделать процесс производства максимально дешевым. Подобные элементы питания относятся к «сухому типу», к которому помимо них, причисляют угольно-цинковые батареи (в зависимости от состава).

Чем отличаются солевые батарейки от щелочных

Нередко потребители сравнивают солевые и щелочные батарейки, выбирая для себя оптимальный вариант. С экономической точки зрения, солевые батарейки представляются самым доступным вариантом, так как они производятся в больших объемах, а их изготовление не требует внушительных затрат.

Однако, в сравнении с более дорогими щелочными элементами, это единственное преимущество. Последние отличаются гораздо большим сроком службы, что позволяет приборам дольше сохранять работоспособное состояние. Кроме того, они меньше подвержены изменению напряжения на электродах элементов.

Мизинчиковая AAA R03

Поскольку солевые батарейки теряют заряд значительно быстрее щелочных, целесообразно узнать срок годности элемента прежде, чем приобретать его. Если с даты производства прошло много времени, батарея прослужит недолго.

Разновидности и типоразмеры солевых батарей

На сегодняшний день, существует огромное количество разновидностей солевых батарей, обусловленное их широким распространением. Для каждого типоразмера изделия существует собственное обозначение, которое может отличаться, в зависимости от выбранной классификации.

Основные обозначения предусматривают использование буквенных обозначений, а классификация согласно Международной Электротехнической Комиссии предполагает использование комбинации из букв и цифр для идентификации элемента. Помимо названных стандартов, для классификации может использоваться ANSI/NEDA, а также ГОСТ/ТУ.

Важно учесть, что основные обозначения не предусматривают отражение в маркировке типа батареи (щелочные, солевые и прочие). В зависимости от типоразмера, как правило, отличаются и параметры элементов.

Бочонок D R20

Самыми распространенными типоразмерами солевых батарей принято считать:

• — «АА», также обозначаются R. Их емкость составляет порядка 1100 мАч, а габариты 14,5*50,5 мм;
• — «ААА», также обозначаются R Имеют емкость 540 мАч и габариты 10,5*44,5 мм;
• элементы типа «C», также обозначаются , имеют емкость 3800 мАч и габариты 26,2*50мм;
• батарейки «D», идентифицируется как согласно классификации МЭК, имеют емкость 8000 мАч. Подобные изделия были созданы специально для питания осветительных фонарей. В дальнейшем, используются для переносных магнитофонов;
• – основное обозначение и идентификатор в МЭК совпадают. Емкость составляет 1800 мАч, а габариты 21,5*37,3мм. Использовались во времена СССР для питания измерительных приборов и детских игрушек. Продажа некоторое время была ограничена, так как подобные элементы считались стратегически важными.

Помимо прочего, существуют и менее распространенные типоразмеры подобных элементов питания, вроде R14250, R25, R23 и прочие. Вне зависимости от размера, они имеют общие конструктивные особенности — цилиндрическую форму, выступ на торце с положительным электродом и плоскую поверхность с отрицательным зарядом на другой стороне.

Определить типоразмер батарейки крайне просто — достаточно изучить маркировку, нанесенную на неё.

Тип	Маркировка	Емкость, мАч	Напяжение, В	Габариты, мм
A	R23		1. 5	17*50
AA	R6	1100	1.5	14,5*50,5
AAA	R03	540	1.5	10,5*44,5
C	R14	3800	1.5	26,2*50
D	R20	8000	1.5	34,2*61,5
F	R25		6	33*91
1/2AA	R14250	250	1.5	14,5*25
R10	R10	1800	1.5	21,5*37,3

Преимущества и недостатки солевых батареек

Будучи самым распространенным типом источника питания, они имеют преимущества и недостатки. Главным достоинством представляется низкая стоимость сырья для производства и, соответственно самих изделий.

Кроме того, процесс изготовления подобных элементов крайне прост, а итоговые параметры батареек делают их приемлемым вариантом для использования в большинстве бытовых приборов. Тем не менее, ряд производителей сокращает объемы выпуска солевых элементов, что обусловлено внушительным перечнем недостатков. Он включает в себя:

• в течение разряда наблюдается резкое снижение напряжения;
• малая емкость, не позволяющая использовать изделия в высокомощных устройствах;
• снижение технических характеристик при работе в условиях низких температур;
• малый срок хранения.

Важно учитывать, что итоговые параметры солевых элементов очень сильно зависят от температуры, а также режима использования, ввиду чего, приводимые производителем характеристики батареек следует воспринимать как ориентировочные.

Бочонок C R14

Можно ли заряжать солевые батарейки

Заряжать можно только аккумуляторы, а солевые батареи ими не являются. На просторах интернета можно найти несколько способов по восстановлению емкости. Однако, дальнейший их срок службы был крайне мал, что свидетельствует о невозможности полноценной зарядки батарей данного типа.

Самостоятельно заряжать подобные батарейки не рекомендуется, так как пользователь подвергает себя и используемое устройство большой опасности, что связано с перегревом изделий и высокой вероятностью утечки.

Таким образом, солевые изделия представляются простым и доступным источником энергии для приборов с низким уровнем её потребления. Их зарядка нецелесообразна, так как приобрести новый элемент значительно проще и дешевле, нежели подвергать риску устройство.

Остались вопросы по солевым батарейкам или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

Алкалиновые батарейки

Импортные щелочные батарейки имеют маркировку “Alkaline”.

Работы над улучшением потребительских свойств первичных источников тока привели в шестидесятых годах к началу производства щелочных батареек. Название этот вид батареек получил по веществу электролита – концентрированному щелочному раствору. Для производства электролита используется гидроксид калия, реже гидроксид натрия. Сегодня щелочные батарейки часто называют алкалиновыми из-за надписи на корпусе батареек, выпущенных за рубежом “Alkaline” (щелочь). Другие участники электрохимической реакции в щелочной батарейке такие же как и у солевой батарейки – отрицательный электрод из цинка и положительный электрод из оксида марганца. Применение в качестве электролита раствора щелочи вместо раствора соли позволяет значительно улучшить эксплуатационные свойства батареек. Напряжение различных типов батареек составляет от 1,5 до 12 вольт. Существуют щелочные батарейки, рассчитанные на самые различные токи разряда. Малым током разряда обладают дисковые щелочные батарейки. Батарейка в корпусе 164 имеет емкость всего 8 миллиампер-часов, а в дисковой батарейке в корпусе PX625A содержится 190 миллиампер-часов. Ток разряда этих небольших батареек измерен при работе на нагрузку высокого сопротивления. Емкость батареек зависит от тока разряда. Это иллюстрирует график разряда цилиндрической батарейки Duracell MN1500 в корпусе АА.

График разряда щелочной батарейки Duracell MN1500 при температуре 210 С.

На графике видно, что при токе разряда 1 ампер батарейка может проработать 1 час до снижения напряжения до 0,9 вольт, а при токе разряда 0,25 ампер батарейка работает 9 часов. Существуют щелочные батарейки с намного большей емкостью. Duracell MN903 при напряжении 7,5 вольт работая на нагрузку 2,7 Ом, в начале разряда дает ток 2,7 ампера. Продолжительность работы при снижения напряжения до уровня в 3,5 вольта достигает 18 часов, а при начальном токе разряда 750 миллиампер на нагрузку 10 Ом батарейка может работать более семидесяти часов.

Батарейка Duracell MN903 и ее разряд при температуре 210 С.

Во время реакции электролит расходуется очень незначительно, поэтому его требуется меньше чем в солевой батарейке. При реакции не выделяются газы, что позволяет исключить из конструкции камеру для сбора газов. Эти особенности электрохимической реакции с участием щелочного электролита позволяют лучше использовать объем батарейки. Отрицательный электрод представляет собой цинковый порошок, занимающий 20-30 % объема, а не стакан как у солевой батарейки. Конструкция батарейки дает возможность значительно увеличить срок службы и повысить максимальный ток, отдаваемый в нагрузку.

КОНСТРУКЦИЯ  ЩЕЛОЧНОЙ  БАТАРЕЙКИ

Конструкция щелочной цилиндрической батарейки.

Отрицательный электрод, расположенный в центральной части батарейки, представляет собой пасту из цинкового порошка, электролита и загустителя. Для предотвращения коррозии применяется цинк высокой чистоты, имеющий специальные добавки других металлов. Это позволило отказаться от применения ртути. Внутри порошка находится латунный стержень, выполняющий функцию токоотвода. Использование порошка позволяет значительно увеличит площадь соприкосновения электрода с электролитом, что снижает внутреннее сопротивление батарейки и увеличивает ток разряда. Удельная поверхность цинкового порошка составляет около 0,02 м2/г. Большой запас вещества отрицательного электрода позволяет значительно продлить срок службы батарейки. Отрицательный и положительный электроды разделены пористой мембраной, пропитанной электролитом. Мембрана исключает перемешивание паст положительного и отрицательного электродов. Положительный электрод состоит из смеси оксида марганца и графита, заполняющей объем между мембраной и стальным герметичным корпусом батарейки. В щелочной батарейке находится в полтора раза больше оксида марганца, чем в солевой батарейке. Отсутствие выделения газов при электрохимической реакции в щелочной батарейке позволяет делать ее корпус герметичным. В нижней части батарейки расположен защитный клапан, защищающий батарейку от взрыва. Если при прохождении химических процессов или из-за нагрева внутри будут накапливаться газы, то откроется защитный клапан и часть электролита выйдет наружу, герметичность будет нарушена. Батарейки и аккумуляторы выпускаются в одинаковых корпусах. Использование щелочных батарей и аккумуляторов может привести к попытке зарядить щелочную батарейку в стандартном зарядном устройстве. При заряде будет происходить накопление газов внутри батарейки и ее нагрев. Клапан предохраняет батарейку от взрыва при возрастающем давлении при экспериментах с зарядом. Положительным полюсом является стальной стакан, являющийся корпусом батарейки, отрицательным полюсом является стальная тарелка, расположенная в нижней части корпуса и соединенная с латунным стержнем. Элементы конструкции положительного и отрицательного полюсов разделены изолирующей прокладкой.

О конструкции дисковых щелочных батареек рассказано в статье “Конструкция батареек”.

Щелочные дисковые батарейки в корпусах 164 и PX625A.

ПРЕИМУЩЕСТВА  И  НЕДОСТАТКИ

Благодаря особенностям конструкции щелочная батарейка имеет преимущества и недостатки. Главным преимуществом является увеличенный ток разряда. По сравнению с солевыми батарейками щелочные имеют значительно увеличенный срок службы благодаря большому запасу реагентов. Срок хранения также увеличился и может составлять несколько лет. После года хранения емкость снижается не более чем на 10 %. Батарейки хорошо работают в широком температурном диапазоне. При работе напряжение батарейки долгое время не изменяется и только в конце срока службы резко уменьшается.

Щелочные батарейки дороже солевых, их вес больше из-за особенностей конструкции. Способы восстановления солевых батареек неприменимы к щелочным батарейкам. Так как емкость щелочных элементов питания существенно превышает емкость солевых, то их необходимо использовать в устройствах со средним и высоким потреблением энергии. Это электробритвы, плееры, диктофоны, а также фотовспышки и мощные фонари.

ЗАРЯЖАЕМЫЕ  БАТАРЕЙКИ

 

Заряжаемая щелочная батарейка, габарит АА.

Существуют способы подзарядки щелочных батареек, продлевающие их срок службы, но производителями такие действия не рекомендуются, результат подзарядки может быть самым непредсказуемым. Возможность небольшой зарядки щелочных батареек дает обратимость электрохимической реакции, протекающей при разряде, но конструкция не обеспечивает безопасную зарядку. Поэтому были разработаны специальные перезаряжаемые щелочные батареи, получившие названия полуторавольтовые аккумуляторы, заряжаемые щелочные батарейки или RAM (Reusable Alkaline Manganese, Rechargeable Alkaline Manganese – многократно используемые щелочные марганцевые), исключающие утечку электролита или разгерметизацию которые могут произойти при многократной перезарядке. Патент на первое поколение таких батареек был получен в Канаде. Их выпуск был начат в конце восьмидесятых годов.

К неоспоримым преимуществам следует отнести возможность приобретения химического источника питания готового к работе без предварительной зарядки. Если после приобретения аккумулятора его нужно вначале зарядить, а потом использовать, то заряжаемые батарейки можно сразу устанавливать бытовую технику, не имея под рукой зарядного устройства. Приобретая заряжаемую батарейку, мы получаем первичный источник тока. После первого разряда батарейку можно зарядить и она становится вторичным источником тока. Таким образом, заряжаемые батарейки занимают промежуточное положение между первичными и вторичными источниками тока. Напряжение батарейки составляет 1,5 вольта и почти не меняется до полного разряда. Эти батарейки могут работать в режиме разрядных токов до 600 миллиампер. Емкость батарейки габарита АА достигает 2 ампер-часа. Их внутренне сопротивление выше, чем внутреннее сопротивление обычных батареек. Активные вещества цинк и оксид марганца. Перезаряжаемые щелочные батарейки являются хорошей заменой никель-кадмиевых и никель-магниевых аккумуляторов. В заряженном состоянии заряжаемые батарейки могут храниться несколько лет. Цена заряжаемых батареек в два раза выше цены обычных щелочных, но ниже цены аккумуляторов. Длительный срок хранения, превосходящий показатели никель-кадмиевых, никель-магниевых аккумуляторов, отсутствие вредных веществ позволяет заряжаемым щелочным батарейкам составить конкуренцию аккумуляторам, применяемым в бытовой технике.

Если батарейки разряжены менее чем на 25 %, то они могут перезаряжаться несколько сот раз до напряжения величиной 1,42 вольта, если они разряжены более чем на 25 % и менее чем на 50 %, то возможен перезаряд до 50 раз до напряжения уровнем 1,32 вольта. Сильно разряженная батарейка может перезаряжаться не более 20 раз. Батарейки могут использоваться в любом устройстве, которое поддерживает стандартные габариты (AA, AAA, C, D, и другие). Батарейки этого типа более всего подходят для устройств с низким потреблением тока в дежурном режиме, которые используются периодически. Например: пульты дистанционного управления, портативные радиостанции, карманные фонарики и другие. В некоторых странах заряжаемые батарейки получили широкое распространение. Есть бытовые приборы, в которых они рекомендованы в инструкциях. Некоторые приборы, ориентированные на этот тип батареек оснащены блоком питания, обеспечивающим два варианта зарядки – аккумулятор или батарейка. Блок питания таких приборов, рассчитанных на габарит АА, поддерживает зарядный ток в диапазоне 10…20 миллиампер для исключения последствий из-за возможной путаницы между заряжаемыми батарейками и обычными. При низких температурах эти батареи подходят только для маломощных устройств.

Щелочные батарейки имеют множество преимуществ перед батарейками других типов. Это позволило им завоевать популярность во всем мире.

Текущие знания о физиологических и генетических механизмах, лежащих в основе толерантности к ограничениям щелочных и засоленных почв при возделывании обширных площадей в засушливых регионах

1. Введение

Абиотические стрессы представляют собой серьезную проблему для растениеводства в условиях засушливых и полузасушливых земель мир. Эти абиотические стрессы включают высокую и низкую температуру, водный дефицит, соленость, натриевость, щелочность, кислотность и недостаток ионов и токсичность. Многие сельскохозяйственные почвы Австралии накапливают соли при сезонных колебаниях и имеют многочисленные подпочвенные ограничения, такие как щелочность, кислотность, натриевая активность и токсичные ионы (Rengasamy, 2006).Из них соленость и щелочность одновременно обнаруживаются в почвах южной Австралии (Nuttall et al. , 2003a, Nuttall et al., 2003b). Одновременное возникновение нескольких абиотических стрессов может привести к гораздо большей потере продуктивности, чем любой отдельный абиотический или биотический фактор.

Около 800 миллионов га земель во всем мире покрыты солью, подверженной засолению или связанной с натрием (FAO, 2009). Общая площадь засоленных земель в Австралии оценивается в 32 миллиона га пахотных и постоянных сельскохозяйственных угодий (FAO, 2000).Временное засоление или засоленность засушливых земель, вероятно, является самым большим фактором, вызывающим засоление в Австралии (рис. 1, Rengasamy 2002). Засоленные почвы обычно определяются как почвы с высокой концентрацией растворимой соли с электропроводностью (EC _e ) более 4 дсм ^-1 _. Среди растворимых солей NaCl является основным компонентом, способствующим засолению (USSL, 2005).

Урожайность важных зерновых, масличных и кормовых культур ограничивается засолением почв в засушливых районах с большой площадью акров. Следовательно, генетическое улучшение посевов традиционными и нетрадиционными методами на устойчивость к соли имеет жизненно важное значение для поддержания производства продуктов питания. Способность расти и воспроизводиться в засоленной почве сильно различается между видами из-за различий в способности контролировать поглощение соли из почвы и эффективно разделять ее на клеточном уровне (Munns & Tester, 2008).

Культуры, выращиваемые в условиях засушливых земель на щелочных почвах на юго-востоке Австралии, потенциально ограничены многими факторами, особенно водоснабжением и питанием (Incerti & O’Leary, 1990).Щелочные почвы обычно классифицируются по низкой доступности питательных веществ для растений, высоким концентрациям HCO ₃ ^– и CO ₃ ^2– и высокому pH (Marschner, 1995, Misra & Tyler, 1999). По определению, щелочность — это концентрация растворимых щелочей, способных нейтрализовать кислоты (Bailey, 1996). Бикарбонат (HCO ₃ ^— ) и карбонат (CO ₃ ^2–) являются основными факторами щелочности, тогда как гидроксид, борат, аммиак, органические основания, фосфаты и силикаты считаются второстепенными факторами (Petersen, 1996). В этом обзоре будет обсуждаться, как соленость и щелочность влияют на рост растений, а также различные методы, используемые для выявления и повышения толерантности различных видов сельскохозяйственных культур.

2. Влияние засоления на растения

Наиболее частыми эффектами засоления на рост растений являются более мелкие и меньшее количество листьев, пониженная высота растений и низкая урожайность (Kumar, 1995). На физиологическом уровне соленость вызывает осмотический стресс, который ограничивает поглощение воды, а ионная токсичность может вызвать дефицит питания (N, Ca, K, P, Fe, Zn) и окислительный стресс (Munns, 2002).Засоление может по-разному влиять на минеральное питание растений. Дисбаланс питательных веществ из-за засоления снижает рост растений, влияя на доступность, транспортировку и распределение питательных веществ. Дефицит или дисбаланс питательных веществ возникает из-за конкуренции Na и Cl с другими питательными веществами, такими как K, Ca, Mg и NO ₃ (Hasegawa & Bressan, 2000, Hu & Schmidhalter, 1998, Hu & Schmidhalter, 2005, Munns, 2002, Netondo et al. , 2004). Этот дисбаланс питательных веществ из-за засоления также вызывает снижение роста растений.Реакция растений на засоление может варьироваться в зависимости от степени и продолжительности воздействия стресса, а также от стадии развития растения (прорастание, цветение, зрелость) при воздействии стресса (Munns, 1993). Чтобы идентифицировать действительно толерантную зародышевую плазму, важно получить полную информацию о степени солеустойчивости на всех стадиях роста вида сельскохозяйственных культур. В противном случае отбор на одной конкретной стадии роста может привести к тому, что растения утратят устойчивость на других стадиях.

2.1. Механизмы солеустойчивости

Растения обычно делятся на галофиты и гликофиты.Лучше всего галофиты растут и выживают там, где концентрация соли составляет 200 мМ или более (Flowers & Colmer, 2008). И наоборот, гликофиты не могут выжить в условиях высокого содержания соли (рис. 2). Основное различие между галофитами и гликофитами заключается в способности галофитов выдерживать солевой шок (Braun et al. , 1986, Casas et al., 1991, Hassidim et al., 1990).

Несколько механизмов толерантности действуют как у галофитов, так и у гликофитов, и различия представлены на рисунке 3. Однако основными адаптивными стратегиями солеустойчивых гликофитных растений, подвергающихся засолению, являются: 1) избегание путем исключения ионов, возможно, в результате низкая ионная проницаемость мембраны; 2) толерантность за счет включения ионов и возможной компартментализации; и 3) устойчивость к осмотическому стрессу, которая позволяет растению оставаться функциональным, несмотря на внутренний ионный стресс (Blumwald et al., 2004, Маннс, 2005, Маннс и тестер, 2008).

Рис. 2.

Ответ гликофитов и галофитов на различные концентрации NaCl после 3 недель лечения (по данным Munns & Tester, 2008).

Рисунок 3.

Адаптивные стратегии солеустойчивости растений.

2.2. Исключение ионов

Избегание Na является важным механизмом солеустойчивости, который действует в некоторых гликофитах, таких как; пшеница (Munns, 2005, Munns & Tester, 2008), Arabidopsis (Moller et al. , 2009, Møller & Tester, 2007), B. napus и B. juncea (Ashraf & McNeilly, 2004, Ashraf et al. 2001). Для достижения этого типа устойчивости корни растений должны исключать большую часть Na и Cl, растворенных в почвенном растворе, и избегать постепенного накопления соли в побегах до токсичных уровней (Munns, 2005). Устойчивость к засолению зерновых в значительной степени обусловлена ​​исключением Na. Поскольку растения выделяют примерно в 50 раз больше воды, чем удерживают в своих листьях, исключение 98% (1/50) соли в почвенном растворе приводит к стабильной концентрации натрия в листьях (Munns, 2005).Например, мягкая пшеница исключила> 98% Na в почвенном растворе, и, следовательно, повышение концентрации Na в листьях оставалось менее 50 мМ (Husain et al., 2004). Ячмень, с другой стороны, исключал <98% Na в почвенном растворе, а его концентрации доходили до 500 мМ (Rawson et al., 1988).

Однако устойчивость к солености у B. juncea достигается за счет частичного исключения (Ashraf & McNeilly, 2004, Ashraf et al. , 2001). У некоторых представителей Brassicaceae, включая Arabidopsis, толерантность к засолению, по-видимому, достигается в основном за счет устойчивости тканей к накопленному Na, а не за счет исключения Na из побегов (Møller & Tester, 2007).У двух генотипов B. napus генотип с более высоким накоплением Na в побегах был более толерантным к Na, а также накапливал повышенное количество K и пролина (Huang & Redman, 1995). Эти результаты предполагают, что толерантность тканей к Na и толерантность к осмотическому стрессу более важны, чем исключение Na из побегов у представителей Brassicaceae.

2.3. Ионная компартментация

Толерантность к соли посредством компартментации является очень важным механизмом, который работает во многих гликофитах, таких как Arabidopsis (Moller et al., 2009, Møller & Tester, 2007), пшеницы и ячменя (Munns, 2005, Munns et al., 1995, Munns & Tester, 2008) и B. juncea (Ashraf & McNeilly, 2004, Kumar et al., 2009 г.). Ионно-специфические эффекты засоления в первую очередь приводят к накоплению более высоких уровней натрия (Na), обычно в старых листьях. Поступление Na в клетку происходит из-за сходства гидратированных ионных радиусов между Na и K, что затрудняет переносчикам различий между этими двумя ионами (Blumwald et al., 2000). Чтобы избежать пагубной токсичности Na в цитоплазме, он должен быть разделен на клеточные вакуоли (Munns & Tester, 2008). Это позволяет поддерживать оптимальные клеточные уровни калия и кальция (Ca), а также исключать Na из растений. Эти две активности, как известно, действуют на уровне плазматической мембраны и тонопласта как неотъемлемые компоненты ионно-транспортной сети. Это один из ключевых физиологических критериев солеустойчивости растений для поддержания оптимального соотношения K / Na в цитозоле (Singla-Pareek et al., 2003, Singla-Pareek et al., 2008, Tester & Davenport, 2003). Более высокое соотношение K / Na по существу указывает на то, что растение не только в некоторой степени исключило Na, но также поддерживает здоровый уровень K для нормальной метаболической активности и предотвращения травм при засолении. Следовательно, манипуляции с слишком чувствительным к соли (SOS) путем, Na / H-антипортерами и / или трансмембранными переносчиками K, которые участвуют в ионном гомеостазе, могут быть целью будущих стратегий улучшения солеустойчивости для ряда сельскохозяйственных культур, включая качество канолы B .juncea (Benke et al., 2010, Blumwald et al., 2004).

Роль транспортных белков, таких как антипортеры, ионные каналы, переносчики типа ABC, переносчики Na и K, плазматическая мембрана и вакуолярные АТФазы, является фундаментальной для солевой толерантности в исключении Na ⁺ , ионного гомеостаза и компартментализации растворенных веществ и аминокислот. кислоты при стрессе (Apse et al., 2003, Takahashi et al., 2009). Сверхэкспрессия вакуолярного антипортера Na / H в B. napus значительно уменьшила индуцированный солью окислительный стресс в вакуолях, подчеркивая важность гомеостаза Na во время устойчивости к солевому стрессу (Ruiz & Blumwald, 2002, Zhang et al., 2001b). Arabidopsis thaliana вакуолярный переносчик щелочных катионов AtNHX1, как было показано, увеличивает солеустойчивость трансгенных растений посредством внутриклеточной компартментации Na (Apse et al., 1999, Hernández et al., 2009, Venema et al., 2002).

2.4. Осмотическая регулировка

Засоление — обычная черта засушливых и полузасушливых земель, и растения выработали механизмы, позволяющие выдерживать низкий водный потенциал почвы, вызванный засолением, а также засухой, поэтому определенный уровень устойчивости к осмотическому стрессу является признаком большинство гликофитов и галофитов (Munns & Tester, 2008).Осмотическая регулировка у растений, подвергшихся солевому стрессу, помогает поддерживать тургорное давление, что, следовательно, помогает растениям достичь толерантности в условиях засоления (Ashraf & McNeilly, 2004). Значительные генетические вариации внутри видов могут существовать в осмотической реакции при солевом стрессе; однако это еще не было задокументировано (Munns & Tester, 2008). У чувствительных к соли растений низкий водный потенциал, вызванный стрессом от засоления, приводит к повреждению клеточной мембраны, вызывая ионную токсичность и повреждение клеток (Chen & Murata, 2002, Sreenivasulu et al., 2000). Это в первую очередь приводит к уменьшению размера листьев и уменьшению площади листьев у многих культур. Уменьшение площади роста листьев и относительного роста корней может снизить потребление воды растением, что позволяет ему сохранять влажность почвы и избегать увеличения концентрации соли в почве (Munns & Tester, 2008). Осмотическая адаптация происходит у растений, подверженных солевому стрессу, но особенно в значительной степени у солеустойчивых видов Brassica (Ashraf & McNeilly, 2004).

Это в первую очередь связано с накоплением различных типов органических осмотических веществ, таких как растворимые сахара, свободные аминокислоты и свободный пролин, у большинства солеустойчивых видов Brassica (Ashraf & Akram, 2009, Ashraf & McNeilly, 2004).Относительная важность вариаций осмотической толерантности для большинства видов сельскохозяйственных культур остается неизвестной из-за трудностей, присущих количественной оценке этого параметра. Однако, вероятно, существует тесная связь между осмотической толерантностью и тканевой толерантностью к Na ⁺ , поскольку генотипы, которые переносят высокие внутренние концентрации Na ⁺ в листьях за счет его компартментализации в вакуоли, также могут быть более устойчивыми к осмотическому стрессу из-за их повышенная осмотическая адаптация (Munns & Tester, 2008).Однако эта теория требует дальнейшего изучения.

2,5. Молекулярный контроль солеустойчивости

Адаптивные физиологические и биохимические реакции растения на засоление контролируются генами, которые кодируют механизмы солеустойчивости (Casas et al., 1992). Поскольку толерантность к солености является сложной характеристикой, она, скорее всего, контролируется взаимодействиями сотен чувствительных к соли генов (Sahi et al., 2006, Winicov, 1998). Растения распознают механизмы стресса засоления и адаптивного ответа к условиям (Hasegawa & Bressan, 2000).Сообщаемые ответы включают многие молекулярные процессы, такие как ионный гомеостаз (мембранные белки, участвующие в переносе ионов), регулирование осмотического давления и регулирование водного режима (осмолиты), а также удаление токсичных соединений (ферменты; Benke et al., 2010, Blumwald et al. , 2004). Было обнаружено, что регуляторные молекулы, обуславливающие эти ответы, являются компонентами клеточного сигнального пути и трансдукторами координации ответа на большие расстояния, такими как гормоны, медиаторы, факторы транскрипции и регуляторные гены (Mishra et al., 2006). Экспрессия таких генетических регуляторов во время стресса растений изучалась на уровне транскрипции (Fernandez et al., 2008, Hasegawa & Bressan, 2000). Следовательно, гены, индуцируемые абиотическим стрессом, были разделены на две категории; 1) те, которые непосредственно защищают от стресса окружающей среды; и 2) те, которые регулируют экспрессию генов и передачу сигналов против стрессовой реакции (Hasegawa & Bressan, 2000, Kawaura et al., 2008, Mishra et al., 2006, Popova et al., 2008, Ueda et al., 2002). Некоторые из основных генов / белков, которые активируются при засолении, могут быть вовлечены в толерантность (Таблица 1). Следовательно, крайне важно проанализировать функции индуцируемых стрессом генов для усиления молекулярных механизмов стрессоустойчивости растений.

Солеустойчивость достигается за счет трех взаимосвязанных характеристик; прежде всего, следует избегать или смягчать солевые травмы. Во-вторых, в новой стрессовой среде необходимо восстановить гомеостатические условия. В-третьих, рост должен возобновиться, пусть даже более медленными темпами (рис.4; Чжу, 2001).

Рис. 4.

Три направления солеустойчивости растений (по Zhu, 2001).

Класс функциональности	Возможная роль в стрессе	Литература
Сигнальные молекулы	Передача стрессового сигнала и экспрессия генов	Cardinale et al. 2002; Pardo et al. 1998; Saijo et al. 2000; Ulm et al. 2002
Транскрипционный и посттранскрипционный аппарат	Транскрипционная регуляция экспрессии стрессовых генов, стабильность транскриптов, обмен, процессинг	Cooper et al.2003; Ли и др. 2001; Park et al. 2001; Санан-Мишра и др. 2005
Трансляционный аппарат	Стресс-регулируемая трансляция белков, селективная трансляция, транспорт, локализация	Wood et al. 2000; Wood and Oliver 1999
Сворачивание белка	Поддержание белковых структур, сворачивание белка, предотвращение денатурации белка, Сортировка белков, нацеливание	Sun et al. 2001
Оборот белка	Регуляция метаболизма белка, целенаправленная деградация белка в ответ на стресс	Khedr et al.2003; Moon et al. 2004
Осмопротекторы	Осмотическая регулировка, защита клеточных структур и макромолекул	Nomura et al. 1998; Tarczynski et al. 1993
Транспортный белок	Ионный гомеостаз во время стресса, компартментализация растворенных веществ и аминокислот	Apse et al. 1999; Gisbert et al. 2000; Ши и др. 2000; Чжан и Блюмвальд 2001; Zhang et al. 2001a
Поглотители АФК, гибель клеток, старение и старение	Детоксикация свободных радикалов кислорода, гибель клеток, гиперчувствительный ответ	Редди и Сопори 1999; Roxas et al.1997
Металл-связывающие белки	Влияющие на клеточный метаболизм, гомеостаз ионов металлов, действуют как кофакторы критических реакций, передачи сигналов, токсичности металлов, вторичных стрессовых реакций, окислительного стресса	Kawasaki et al. 2001; Сахи и др. 2003
Фотосинтез	Регуляция фотосинтеза	Kawasaki et al. 2001; Сахи и др. 2003
Защитные белки	Защита от биотического стресса, включая вирусное, бактериальное и грибковое заражение	Cheong et al.2002; Домбровский 2003; Reymond et al. 2000
Гормональные белки	Гормональный гомеостаз и экспрессия генов	Kalifa et al. 2004
Общий метаболизм	Общая клеточная функция, внутренние метаболические пути углеводов, жирных кислот и синтеза белков и модификации текучести мембран, метаболизма азота, фиксации углерода и азота	Hoshida et al. 2000; Jeong et al. 2002

Таблица 1.

Основные категории генов / белков, связанных с реакциями / устойчивостью растений к солевому стрессу (After Sahi et al. 2006).

Активированные митогеном протеинкиназы (MAP-киназы), особый класс серин / треониновых протеинкиназ, играют центральную роль в передаче различных внеклеточных и внутриклеточных сигналов для клеточного деления и стрессовых реакций у растений. Большинство абиотических стрессов; засоление, холод, засуха и окислительный стресс могут вызывать защитные реакции у растений через пути киназ MAP, такие как осморегуляция, рост и дифференцировка клеток (Mishra et al., 2006, Pitzschke et al., 2009). Гены AtMKK3, AtMPK1 и AtMPK2, индуцируемые передачей сигналов ABA, амплифицированные через MAP-киназу-1 или MAP-киназу-2, могут повышать солевую толерантность у Arabidopsis (Hwa & Yang, 2008). Сходным образом, экспрессия активного белка MKK9 увеличивает солевую устойчивость, а его потеря увеличивает чувствительность трансгенных проростков Arabidopsis, подчеркивая значительную роль MKK9 в реакции на солевой стресс (Xu et al., 2008b). Известно, что поглотители активных форм кислорода (АФК), такие как пероксидаза и глутатион, играют важную роль в устойчивости растений к соли, уменьшая окислительное повреждение.Например, в дикой природе B. napus синтез глутатиона индуцировался во время солевого стресса, что свидетельствует о возможном защитном механизме против индуцированного солью окислительного повреждения (Ruiz & Blumwald, 2002).

В другом исследовании генетическая манипуляция биосинтезом каротиноидов посредством сверхэкспрессии гена фитоинсинтазы SePSY у трансгенного Arabidopsis увеличила скорость фотосинтеза с 92% до 132% при 100 мМ NaCl стрессе. Трансгенные растения также показали более высокую активность супероксиддисмутазы (SOD) и пероксидазы (POD) и более низкие концентрации H ₂ O ₂ и малоновый диальдегид (MDA), чем дикие растения (Han et al.2008 г.). Поэтому важно понимать генетику детоксикации свободных радикалов кислорода, чтобы повысить устойчивость сельскохозяйственных культур к соли.

2.6. Методы повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к засолению

Несколько методов, таких как отбор зародышевой плазмы, отбор с помощью маркеров, транскрипционное профилирование, метаболомика, протеомика и трансгеники, успешно использовались для повышения засоленности сельскохозяйственных культур. В этой главе будет обсуждаться только анализ экспрессии генов на толерантность к засолению с упором на микроматрицы.

2.6.1. Профилирование экспрессии генов для улучшения сельскохозяйственных культур

Информационные РНК, которые дифференцированно транскрибируются между толерантными и чувствительными генотипами при определенном стрессе, могут быть мишенями для отбора для будущего улучшения сельскохозяйственных культур. Однако на экспрессию генов, участвующих в стрессовых ответах, сильно влияет среда, в которой они расположены, и поэтому необходимо проявлять осторожность, чтобы точно представлять условия стрессовой среды при поиске дифференциально транскрибируемых генных ответов.Ответы также могут различаться между стадиями роста растений и генотипами (Ashraf & McNeilly, 2004, Munns, 2005, Munns & Tester, 2008).

Для определения ключевых генов, которые по-разному транскрибируются для регуляции метаболизма в стрессовых условиях и среди генотипов, было разработано несколько методов. Они быстро обеспечивают геном-специфические или широкогеномные паттерны экспрессии с высокой точностью за счет биологической и технической репликации (Kuhn, 2001). Более того, полученная информация может быть интегрирована в функциональные геномные процессы, чтобы помочь в понимании взаимосвязи между экспрессией генов и наблюдаемыми фенотипами.

2.6.2. Типы методов экспрессии генов

За последнее десятилетие появилось несколько технологий динамической транскрипции для измерения и интерпретации экспрессии одного и нескольких генов. Это облегчило анализ мРНК отобранных клеток / тканей для создания многомерных измерений дифференциально экспрессируемых генов. Методы оценки экспрессии генов сгруппированы в две категории; открытые и закрытые системы в зависимости от их архитектуры. Открытые системные методы, такие как AFLP (полиморфизм длины амплифицированного фрагмента), SAGE (последовательный анализ экспрессии генов), MPSS (массивно-параллельное сигнатурное секвенирование) и RT-PCR в реальном времени, могут позволить открытие новых генов; однако они могут не охватывать весь геном (Cheng et al., 2008, Дреа и др., 2009, Накано и др., 2006; Sreenivasulu et al., 2010). С другой стороны, методы закрытых систем, такие как микроматрицы, полагаются на уже аннотированную информацию; поэтому их можно использовать для изучения нескольких тысяч генов из одного эксперимента (Lee et al., 2005, Seki et al., 2002). Благодаря гибкости микроматриц, позволяющей изучать несколько стрессовых ситуаций, таких как засоление, засуха и холод, в одном эксперименте, этот метод стал предпочтительным методом для многих для оценки исследований дифференциальной экспрессии генов в молекулярной биологии (Dai et al., 2007, Nakashima et al., 2009, Seki et al., 2002).

2.6.3. Анализ микроматрицы на солеустойчивость

Микроматрицы используют предпочтительное связывание комплементарных одноцепочечных последовательностей нуклеиновых кислот. Вместо работы с отдельными генами цель экспериментов с микрочипами состоит в том, чтобы изучить профили экспрессии тысяч генов в одном эксперименте. Микроматрицы широко используются для изучения глобального профиля экспрессии генов в ответах растений на абиотические и биотические стрессы.Исследования экспрессии генов абиотического стресса включают: засоленность, засухоустойчивость и холодоустойчивость Arabidopsis (Do-Young et al., 2010; Lee et al., 2005, Seki et al., 2002, Seki et al., 2010, Zhenxian et al., 2010), рис (Huang et al., 2008, Walia et al., 2009), пшеница (Huang et al., 2008, Kawaura et al., 2008), B. napus (Dalal et al., 2009).

Для исследований экспрессии генов доступно несколько типов платформ микрочипов: те, на которых нанесены пятна с известными последовательностями, состоящими из кДНК или олигонуклеотидов, и те, которые производятся Agilent и Affymetrix с использованием технологий GeneChip®, которые включают синтез олигонуклеотидов непосредственно на подложке микрочипа.Микроматрица кДНК представляет собой изготовление продуктов ПЦР с пятнами в результате прямой амплификации геномной ДНК с использованием EST или специфичных для генов праймеров (Alba et al., 2004, Scott et al., 2009). Ряд микрочипов кДНК был разработан для различных видов растений, таких как арабидопсис, рис, кукуруза, петуния и фасоль лима (Vij & Tyagi, 2007). Они были использованы для изучения регуляции генов на разных стадиях развития и в ответ на абиотические и биотические стрессы. Seki et al. (2002) разработали микроматрицу кДНК полной длины в Arabidopsis для идентификации генов, транскрибируемых в ответ на холод, засуху и засоление, с целью изучения различий в перекрестных помехах между сигнальными каскадами.В настоящее время не существует конкретных библиотек генов, обогащенных EST или кДНК из B. juncea в ответ на абиотические стрессы высокой солености, щелочности и / или бора. Однако имеется ограниченная информация о генах, участвующих в стрессоустойчивости Brassicaceae. Например, кДНК генов BjDHN2 и BjDHN3 из B. juncea , нового подкласса генов дегидрина, придают трансгенным дрожжам устойчивость к соли и замораживанию (Xu et al., 2008a). Аналогичным образом Wang et al. (2003) клонировали новый вакуумный антипортерный ген Na ⁺ / H ⁺ из B.napus с использованием полноразмерной кДНК. Обозначенный вакуолярный антипортерный ген BnNHX1 оказался индуцируемым солью, и его уровень транскрипта был высоким после 24-часовой обработки 200 мМ хлоридом натрия шоковой терапии.

Как работают батареи? | Живая наука

Батарейки везде. Современный мир зависит от этих портативных источников энергии, которые можно найти во всем: от мобильных устройств до слуховых аппаратов и автомобилей.

Но, несмотря на то, что они широко используются в повседневной жизни людей, батареям часто не уделяют должного внимания.Подумайте об этом: вы действительно знаете, как работает аккумулятор? Не могли бы вы объяснить это кому-нибудь другому?

Вот краткое изложение научных данных об источниках энергии для смартфонов, электромобилей, кардиостимуляторов и многого другого. [Тест: электрические и газовые автомобили]

Анатомия аккумулятора

Большинство аккумуляторов содержат три основные части: электроды, электролит и сепаратор, по словам Энн Мари Састри, соучредителя и генерального директора Sakti3, базирующейся в Мичигане. запуск аккумуляторных технологий.

В каждой батарее по два электрода. Оба сделаны из токопроводящих материалов, но выполняют разные функции. Один электрод, известный как катод, подключается к положительному концу батареи и является местом, где электрический ток выходит (или электроны входят) в батарею во время разряда, то есть когда батарея используется для питания чего-либо. Другой электрод, известный как анод, подключается к отрицательному полюсу батареи и является местом, где электрический ток входит (или электроны покидают) батарею во время разряда.

Между этими электродами, а также внутри них находится электролит. Это жидкое или гелеобразное вещество, содержащее электрически заряженные частицы или ионы. Ионы соединяются с материалами, из которых состоят электроды, производя химические реакции, которые позволяют батарее генерировать электрический ток. [Взгляд изнутри на работу батарей (инфографика)]

Типичные батареи получают питание в результате химической реакции. [См. Полную инфографику] (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике)

Последняя часть батареи, разделитель, довольно проста.Роль сепаратора состоит в том, чтобы удерживать анод и катод отдельно друг от друга внутри батареи. По словам Састри, без разделителя два электрода соприкоснутся, что приведет к короткому замыканию и нарушит нормальную работу батареи.

Как это работает

Чтобы представить себе, как работает батарейка, представьте, как вы вставляете щелочные батарейки, такие как двойные AA, в фонарик. Когда вы вставляете эти батарейки в фонарик, а затем включаете его, на самом деле вы замыкаете цепь.Накопленная в батарее химическая энергия преобразуется в электрическую, которая выходит из батареи в основание лампы фонарика, заставляя ее загораться. Затем электрический ток снова входит в батарею, но на противоположном конце от того места, где он выходил изначально.

Все части батареи работают вместе, чтобы фонарик загорался. Электроды в батарее содержат атомы определенных проводящих материалов. Например, в щелочной батарее анод обычно изготавливается из цинка, а диоксид марганца действует как катод.Электролит между электродами и внутри них содержит ионы. Когда эти ионы встречаются с атомами электродов, между ионами и атомами электродов происходят определенные электрохимические реакции.

Серия химических реакций, протекающих в электродах, вместе известна как окислительно-восстановительные (окислительно-восстановительные) реакции. В батарее катод известен как окислитель, потому что он принимает электроны от анода. Анод известен как восстановитель, потому что он теряет электроны.

В конечном итоге эти реакции приводят к потоку ионов между анодом и катодом, а также к освобождению электронов от атомов электрода, — сказал Састри.

Эти свободные электроны собираются внутри анода (нижняя плоская часть щелочной батареи). В результате два электрода имеют разные заряды: анод становится отрицательно заряженным, когда высвобождаются электроны, а катод становится положительно заряженным, поскольку электроны (которые заряжены отрицательно) поглощаются.Эта разница в заряде заставляет электроны двигаться к положительно заряженному катоду. Однако у них нет возможности попасть внутрь батареи, потому что разделитель не позволяет им сделать это.

Когда вы щелкаете выключателем на фонарике, все меняется. У электронов теперь есть путь к катоду. Но сначала они должны пройти через основание лампы фонарика. Схема замыкается, когда электрический ток повторно входит в батарею через верхнюю часть батареи у катода.

Перезаряжаемые и неперезаряжаемые

Для первичных батарей, например, в фонарике, реакции, питающие батарею, в конечном итоге прекратятся, а это означает, что электроны, обеспечивающие батарею ее зарядом, больше не будут создавать электрический ток. Когда это происходит, аккумулятор разряжен или «мертв», — сказал Састри.

Вы должны выбросить такие батареи, потому что электрохимические процессы, которые заставили батарею производить энергию, не могут быть обращены вспять, объяснил Састри.Однако электрохимические процессы, происходящие во вторичных или перезаряжаемых батареях, могут быть обращены вспять путем подачи электроэнергии в батарею. Например, это происходит, когда вы подключаете аккумулятор мобильного телефона к зарядному устройству, подключенному к источнику питания.

Некоторые из наиболее распространенных используемых сегодня вторичных батарей — это литий-ионные (литий-ионные) батареи, от которых питается большинство бытовых электронных устройств. Эти батареи обычно содержат угольный анод, катод из диоксида лития-кобальта и электролит, содержащий соль лития в органическом растворителе.Другие перезаряжаемые батареи включают никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металл-гидридные (NiMH) батареи, которые можно использовать в таких вещах, как электромобили и аккумуляторные электроинструменты. Свинцово-кислотные (Pb-кислотные) батареи обычно используются в автомобилях и других транспортных средствах для запуска, освещения и зажигания.

По словам Састри, все эти аккумуляторные батареи работают по одному и тому же принципу: когда вы подключаете батарею к источнику питания, поток электронов меняет направление, и анод и катод возвращаются в свое исходное состояние.[10 лучших подрывных технологий]

Battery lingo

Хотя все батареи работают более или менее одинаково, разные типы батарей имеют разные характеристики. Вот несколько терминов, которые часто встречаются при любом обсуждении батарей:

Напряжение : Когда дело доходит до батарей, напряжение — также известное как номинальное напряжение ячейки — описывает величину электрической силы или давления, при которой свободные электроны — переходите от положительного полюса батареи к отрицательному, — объяснил Састри.В батареях с более низким напряжением ток выходит из батареи медленнее (с меньшей электрической силой), чем в батареях с более высоким напряжением (с большей электрической силой). Батареи в фонарике обычно имеют напряжение 1,5 В. Однако, если в фонарике используются две батареи последовательно, эти батареи или элементы имеют общее напряжение 3 вольта.

Свинцово-кислотные батареи, подобные тем, которые используются в большинстве неэлектрических автомобилей, обычно имеют напряжение 2,0 вольт. Но обычно в автомобильном аккумуляторе последовательно соединено шесть таких элементов, поэтому вы, вероятно, слышали, что такие аккумуляторы называются 12-вольтовыми батареями.

Литий-кобальтооксидные батареи — наиболее распространенный тип литий-ионных батарей, используемых в бытовой электронике, — имеют номинальное напряжение около 3,7 вольт, сказал Састри.

Ампер : Ампер или ампер — это мера электрического тока или количества электронов, которые проходят через цепь в течение определенного периода времени.

Емкость : Емкость, или емкость ячейки, измеряется в ампер-часах, то есть количество часов, в течение которых батарея может подавать определенное количество электрического тока, прежде чем ее напряжение упадет ниже определенного порога, согласно сообщению Райса. Кафедра электротехники и вычислительной техники университета.

9-вольтовая щелочная батарея, используемая в портативных радиоприемниках, рассчитана на 1 ампер-час, что означает, что эта батарея может непрерывно подавать один ампер тока в течение 1 часа, прежде чем она достигнет порогового значения напряжения и будет считаться разряженной.

Плотность мощности : Плотность мощности описывает количество энергии, которое батарея может выдать на единицу веса, сказал Састри. По словам Састри, для электромобилей важна плотность мощности, потому что она показывает, насколько быстро автомобиль может разгоняться от 0 до 60 миль в час (97 км / ч).Инженеры постоянно пытаются найти способы сделать батареи меньше, не уменьшая при этом их удельной мощности.

Плотность энергии : Плотность энергии описывает, сколько энергии способна отдать батарея, деленное на объем или массу батареи, сказал Састри. Это число соответствует вещам, которые имеют большое влияние на пользователей, например, сколько времени вам нужно пройти перед зарядкой мобильного телефона или как далеко вы можете проехать на электромобиле, прежде чем остановиться, чтобы подключить его.

Follow Elizabeth Palermo @ techEpalermo .Следуйте за Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Дополнительные ресурсы

Преимущества и недостатки щелочной батареи

Щелочная батарея — это тип первичной батареи с сухими элементами, в которой используется химическая реакция цинка и оксида магния и используется щелочной электролит гидроксида калия для генерации электрического тока. В настоящее время это самый популярный тип одноразовых батарей на рынке.Общие приложения включают небольшие электронные устройства, такие как часы и фонарики, а также портативные радио и электронные игрушки.

Обратите внимание, что щелочная батарея является первичной батареей. Он предназначен для утилизации при одноразовом использовании. Однако производители придумали специально разработанные аккумуляторные элементы для производства перезаряжаемых щелочных батарей.

Как работает щелочная батарея?

Помните, что батареи имеют отрицательный электрод или анод и положительный электрод или катод.В щелочной батарее анодом является цинк, а катодом — оксид магния. Современные щелочные батареи также содержат углерод в катодной смеси. Понимание химической реакции оксида цинка и магния необходимо для понимания того, как работает щелочная батарея.

Химические реакции происходят в аноде и катоде из-за их индивидуальных взаимодействий с ионами щелочного электролитного раствора гидроксида калия.

В цинковом аноде взаимодействие с ионами гидроксида калия вызывает накопление избыточных электронов.Это нарастание приводит к электрической разнице между анодом и катодом. Кроме того, из-за накопления электронов на цинковом аноде они будут иметь естественную тенденцию перемещаться в другое место. В щелочной батарее эти избыточные электроны должны перемещаться по катоду из оксида магния. По умолчанию это невозможно, потому что между анодом и магниевым катодом нет направленного соединения.

Чтобы позволить избыточным электронам двигаться, необходимо создать замкнутую цепь — в частности, поместив щелочную батарею в устройство.Движение электронов от анода к катоду по замкнутой цепи создает электрический ток. Вот как щелочные батареи питают электронные устройства.

Также важно отметить, что катод из оксида магния способен принимать избыточные или свободные электроны из-за его взаимодействия с ионами из щелочного электролитного раствора гидроксида калия. Точнее говоря, реакция ионов электролита со свободными электронами с образованием соединений.

Преимущества и недостатки щелочной батареи

Одно из преимуществ щелочной батареи перед другими первичными батареями и аккумуляторными батареями состоит в том, что она имеет более высокую плотность энергии.Например, эта батарея имеет удвоенную плотность энергии, чем элемент Лекланше и угольно-цинковые батареи. Это позволяет батарее производить такую ​​же энергию, но при этом работать дольше, чем другие батареи.

Перезаряжаемый вариант этой батареи также имеет в четыре раза большую емкость, чем эквивалентные никель-кадмиевые или никель-металлогидридные батареи.

Долговечность — еще одно преимущество щелочных батарей. У них более длительный срок хранения, чем у батарей с электролитом хлоридного типа. Он может прослужить до семи лет без использования, теряя около пяти процентов своей энергии каждый год.Это означает, что в нем нелегко разрядиться, когда он не используется. Эта батарея также работает даже при очень низких температурах. Восприимчивость к утечкам также мала по сравнению с батареями Leclanché.

Безопасность — еще одно преимущество щелочных батарей. По сравнению с аналогами на кислотной и свинцовой основе, этот аккумулятор оказывает меньшее воздействие на окружающую среду. Не требует специальных методов утилизации. Соединения внутри щелочной батареи не вызывают серьезных проблем со здоровьем, за исключением легкого раздражения.

Однако по сравнению с другими батареями щелочные батареи имеют недостатки. Например, по сравнению с литий-ионной батареей щелочная батарея больше и тяжелее. Обратите внимание, что литий-ионные аккумуляторы имеют более высокую плотность энергии.

Еще один недостаток щелочных батарей — высокое внутреннее сопротивление. Помните, что внутреннее сопротивление служит привратником для определения времени работы. Высокое внутреннее сопротивление снижает выходную мощность батареи.

Утечка также возможна в щелочных батареях, хотя элементы Лекланше и угольно-цинковые батареи имеют более высокую чувствительность.Если оставить в устройствах слишком долго, батарея может протечь, и протекшие материалы могут вызвать коррозию электрических цепей.

Информационный бюллетень

: Утилизация щелочных батарей

Паспорт безопасности материала

1.Идентификация продукта и компании: Производитель продукта: Модель: Номинальная мощность: LiPo-Akku Conrad Electronic SE LiPo-Akku 3,7 В 130 мАч 130 мАч Номинальное напряжение: 3,7 В Адрес: Klaus-Conrad-Strasse 1, D-92242

Дополнительная информация

ПРОГРАММА ОБРАЩЕНИЯ С ОПАСНЫМИ ОТХОДАМИ

ПРОГРАММА УПРАВЛЕНИЯ ОПАСНЫМИ ОТХОДАМИ УПРАВЛЕНИЕ РИСКАМИ УНИВЕРСИТЕТА Программы безопасности и гигиены труда 19 Hagood Avenue, Suite 908 Charleston, SC 29425 843-792-3604 Пересмотрено: январь 2015 г. СОДЕРЖАНИЕ

Дополнительная информация

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОТХОДОВ

Агентство по охране окружающей среды США EPA530-F-97-029 Сентябрь 1997 г. http: // www.epa.gov Твердые отходы и реагирование на чрезвычайные ситуации ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТХОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОТХОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОТХОДОВ В этой брошюре объясняется методология

Дополнительная информация

Компетенция в области механических систем 1.20

Компетентность 1.20 Персонал, занимающийся механическими системами, должен продемонстрировать на рабочем уровне знание основ безопасности и здоровья механических систем и / или компонентов. 1. Дополнительные знания и навыки

Дополнительная информация

Настурбий лекарственный Р.B

Паспорт безопасности материалов 04 ФЕВРАЛЯ 2011 ГОДА ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА HERBOFLORA GROUP 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА И КОМПАНИИ .. НАИМЕНОВАНИЕ ПРОДУКТА КОД ПРОДУКТА 101310 ХИМИЧЕСКАЯ СЕМЬЯ ХИМИЧЕСКОЕ НАЗВАНИЕ ФОРМУЛА Nasturbium officinalle

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА РАЗДЕЛ 1 — ХИМИЧЕСКИЙ ПРОДУКТ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ НАИМЕНОВАНИЯ ПРОДУКТА Sav-A-Hoof Protectant КОД ПРОДУКТА 309 ДАТА ВЫДАЧИ 15.11.14 АВАРИЙНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР НОМЕРОВ ТЕЛЕФОНОВ SBS EQUINE

Дополнительная информация

Транспортировка аккумуляторов

Транспортировка аккумуляторов RDIMS № 5872093 Обновлено в декабре 2010 г. Этот бюллетень разделен на 9 пунктов и касается аккумуляторов, которые регулируются Правилами перевозки опасных грузов (TDG).

Дополнительная информация

План управления опасными отходами

План управления опасными отходами Введение Управление опасными отходами регулируется положениями Агентства по охране окружающей среды (EPA), в частности, 40CFR260-262. Эти правила —

Дополнительная информация

Отходы опасны? Зачем?

Док. Нет.801 Обращение с опасными отходами Автомастерские обычно производят несколько видов потенциально опасных отходов, включая отработанные растворители и покрытия, загрязненные тряпки, салфетки и абсорбенты,

Дополнительная информация

Информационный лист батареи

Информационный бюллетень об аккумуляторах Сухие элементы из оксида серебра / цинка, комплекты аккумуляторов и системы аккумуляторов В соответствии с регламентом REACH (EC 1907/2006, статья 31) и регламентом OSHA (29 CFR 1910.1200), батарейки АРТ

Дополнительная информация

Паспорт безопасности материала

1. Идентификация продукта и компании: Продукт: Conrad Energy Kamera-Akku Производитель: Conrad Electronic SE Номинальная мощность: 1500 мАч Номинальное напряжение: 7,4 В Адрес: Klaus-Conrad-Strasse 1, D-92240 Hirschau

Дополнительная информация

Паспорт безопасности продукта (PSDS)

Паспорт безопасности продукта (PSDS) РАЗДЕЛ 1: ИДЕНТИФИКАЦИЯ ВЕЩЕСТВА / ПРЕПАРАТА И КОМПАНИИ / ПРЕДПРИНИМАТЕЛЯ Наименование продукта: DURACELL LITHIUM MANGANESE DIOXIDE COIN CELLS Представитель продукта

Дополнительная информация

Руководство по обращению с опасными отходами

Охрана окружающей среды и безопасность. Руководство по обращению с опасными отходами Октябрь 1999 г. СОДЕРЖАНИЕ Раздел Стр. I.Введение … 1 A. Цель … 1 B. Применимость … 1 C. Нормативные требования … 1 D.

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА I. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА И КОМПАНИИ Название продукта: Infectiguard Тип продукта: Дезинфицирующее средство для рук Адрес поставщика: Dr Fresh Inc 6645 Caballero blvd. Буэна-парк, Калифорния,

США Телефон:

Дополнительная информация

WINDEX ORIGINAL СТЕКЛО ОЧИСТИТЕЛЬ

1.ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА И КОМПАНИИ Информация о продукте Торговое название: Использование: Вещество / смесь для очистки твердых поверхностей Компания: S.C. Johnson & Son, Inc. 1525 Howe Street Racine WI 53403-2236 Emergency

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ ИЗДЕЛИЯ

Страница 1/5 Данный продукт является потребительским и используется в герметично закрытом состоянии. Таким образом, это не объект системы SDS. Этот документ предоставляется клиентам в качестве справочной информации для

. Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ ИЗДЕЛИЯ

Страница 1/5 Дата отправки: 21 января 2014 г. Этот продукт является потребительским и используется в герметично закрытом состоянии.Таким образом, это не объект системы SDS. Этот документ предоставляется клиентам

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА WORLD PRECISION INSTRUMENTS АВАРИЙНЫЙ НОМЕР 941 / 371-1003 1/800 / 535-5053 175 Sarasota Center Blvd ДАТА ПОДГОТОВЛЕНА: Сарасота, Флорида 34240 12.01.95 Ред. 02 РАЗДЕЛ I ХИМИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ

Дополнительная информация

Паспорт безопасности материала

Паспорт безопасности материала СРЕДСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ И ПОЛИРОВКА 1.Торговое название продукта Использование продукта Код Дата выпуска Идентификация продукта и компании Информация о разбавлении продукта STAINLESS STEEL CLEANER

Дополнительная информация

Независимая судебная экспертиза штата Иллинойс

Независимая судебная экспертиза штата Иллинойс RSID-Семен лабораторный набор Универсальный буфер № 0230 Паспорт безопасности материала Дата обновления: 01/2014 РАЗДЕЛ 1 — ИДЕНТИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО ПРОДУКТА И КОМПАНИИ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ИСПОЛНЕНИЯ: RSID-СЕМЕН

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

Выпуск №1, страница 1 из 5 ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА Раздел 1 ИДЕНТИФИКАЦИЯ КОМПАНИИ МАТЕРИАЛОВ И ПОСТАВЩИКА Delshine Chemicals ABN НОМЕР 78-805-588-343 АДРЕС Unit 1/30 Prindiville Drive, Wangara

Дополнительная информация

КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ

КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ При приготовлении пищи используются слабые кислоты и основания (их реакция заставляет печенье и хлеб подниматься). Кислоты, например, в нашем желудке, разъедают пищу или переваривают ее.Используются сильные кислоты и основания

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА Дата выпуска / пересмотра: 8 января 2014 г. Номер документа: LE-140108001 1. Идентификация продукта и компании Идентификация продукта: Литий-ионная аккумуляторная батарея Тип элемента

Дополнительная информация

Паспорт безопасности продукта

Паспорт безопасности продукта 1.ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА И КОМПАНИИ Название продукта: Литий-ионная аккумуляторная батарея Код продукта: Нет (все цилиндрические модели, произведенные Sanyo, емкость которых

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

РАЗДЕЛ 1: ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА И КОМПАНИИ НАЗВАНИЕ ПРОДУКТА: Средство для очистки слива Thrift СИНОНИМЫ: КОДЫ ПРОДУКТА Thrift Crystals: T-100, T-200, T-600 ПРОИЗВОДИТЕЛЬ: JR2D, INC. ОТДЕЛЕНИЕ: АДРЕС: 3435 St.Шоссе 146

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ: Коммерческое название: Натуральное масло с витамином Е. Растительная номенклатура: Название INCI: альфа-токоферол Номер CAS: 8006-95-9 Номер EINECS CAS: 273-313-5 Сведения о поставщике:

Дополнительная информация

РЕДАКЦИЯ №: 3 августа 2010 г.

1.ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА И КОМПАНИИ Название продукта Химический символ порошка магния Mg CAS № 7439-95-4 EINECS № 231-104-6 Название и адрес поставщика THE METAL POWDER COMPANY LTD Thirumangalam — 625706 Tamil

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

Страница 1 из 4 НАЗВАНИЕ ПРОДУКТА: ДЕТАЛИ КОМПАНИИ Название компании LABSCAN ASIA CO., LTD. Адрес: 24 Rama 1 Road, Pathumwan, Bangkok 10330 Thailand Тел. / Факс Тел .: 662-613-7911-4 Факс: 662-613-7915 Тел.

Дополнительная информация

Программа управления отходами

Программа управления отходами Управления по охране окружающей среды и безопасности SUNY Cortland Дата начала: 30 января 2007 г. Последняя редакция / Дата пересмотра 8 октября 2015 г. Предыдущая редакция / Дата пересмотра: 30 апреля 2014 г.

Дополнительная информация

Название продукта Аннотация

Название продукта Резюме ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОДУКТА MELSEC-Q для Q3MEM-BAT Этот документ представляет собой паспорт безопасности продукта для Q3MEM-BAT (CR2450HR, произведенный Hitachi Maxell, Ltd., Подразделение энергетики). Система FA

Дополнительная информация

Паспорт безопасности материала

Паспорт безопасности материала WHMIS (пиктограммы) WHMIS (классификация) КЛАСС D-2B: Материал, вызывающий другие токсические эффекты (ТОКСИЧНЫЙ). WHMIS Class B-3: Горючая жидкость с температурой вспышки между 37,8 C (1 F)

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

ECM BIOFILMS, INC.ECM MASTERBATCH PELLETS ECM6.0701 ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА (1) ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА И КОМПАНИИ Дата подтверждения: 10-ИЮЛ-07 Дата печати: 10-ИЮЛ-07 Название продукта: Поставщик: ECM MasterBatch

Дополнительная информация

Технический паспорт

Февраль, 2014 Технический паспорт PLA Полилактид Cas № 9051-89-2 PLA — это термопластичная смола, полученная из ежегодно возобновляемых ресурсов. Характеристики продукта Типичные свойства Значение Единица Физическая

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА Дата: 27 апреля 2009 г. 1.Идентификация вещества / препарата и компании / предприятия Идентификация продукта Название продукта: Химическая система: Модель: Обозначение

Дополнительная информация

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА

New England Biolabs 240 County Road Ipswich, MA 01938 ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА Телефон: (978)927-5054 Бесплатный звонок: (800)632-5227 Факс: (978)921-1350 Электронная почта: [email protected] Дата редакции : 10/09 ProtoScript

Дополнительная информация

Обучение работе с опасными отходами

Обучение работе с опасными отходами Обучение работе с опасными отходами проводится ЕЖЕГОДНО.Пожалуйста, запланируйте повторную аттестацию этого тренинга в течение одного года после сегодняшней даты, если вы все еще работаете в области, которая может производить

Дополнительная информация

Паспорт безопасности материала

Дата выпуска: 26/5/2009 № MSDS: Q54-1300B Паспорт безопасности материала 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА И КОМПАНИИ Название продукта: Набор для ежедневного обслуживания (протирка) Код продукта: IP6-108 — Модель приложения

Дополнительная информация

Щелочная вода: польза и риск для здоровья

Щелочная вода противоположна кислой воде.У нее более высокий уровень pH, чем у простой воды.

Утверждения о том, что он обладает различными преимуществами для здоровья, помогли повысить популярность щелочных диет и продаж устройств, которые превращают воду в щелочную.

Ионизирующие машины являются одним из примеров этой продукции. Это может стоить более тысячи долларов.

Но какие научные доказательства лежат в основе употребления щелочной воды? Есть ли доказанная польза для здоровья?

pH воды нейтральный, около 7. Химические вещества и газы могут изменить его, сделав его более кислым или более щелочным.

Поделиться на Pinterest. PH воды составляет около 7, но некоторые люди говорят, что для здоровья лучше пить щелочную воду.

Уровень pH дождевой воды немного ниже нейтрального, потому что в воздухе присутствует углекислый газ, который увеличивает кислотность.

• Кислые вещества имеют pH ниже 7,0, вплоть до нуля. PH уксуса составляет около 3, лимонного сока около 2, а кислоты из аккумулятора около 1.
• Щелочные вещества имеют pH до 14. pH пищевой соды составляет от 8 до 9, а у магнезиального молока — от pH. 10 и 11.

Вода может иметь высокий или низкий pH, но если он слишком высокий или слишком низкий, это может иметь неблагоприятные последствия.

Слишком щелочная вода имеет горький вкус. Это может вызвать отложения, покрывающие трубы и приборы. Сильнокислая вода может разъедать металлы или даже растворять их.

Щелочная вода стала популярной в последние годы из-за веры в то, что она может принести пользу здоровью.

Здоровье костей и остеопороз

Было проведено несколько исследований по влиянию приема щелочи на кости.Исследование, опубликованное в Bone , обнаружило влияние на резорбцию кости. Резорбция кости — это процесс, при котором старые костные клетки разрушаются и заменяются новыми.

Меньшая резорбция кости и большая минеральная плотность приводят к лучшей прочности кости.

Авторы пришли к выводу, что «щелочная минеральная вода, богатая бикарбонатом и кальцием, снижает резорбцию костей больше, чем кислая минеральная вода, богатая кальцием».

Однако это был небольшой эффект.

Ученые призвали к дополнительным исследованиям, чтобы увидеть, будет ли выгода от уменьшения резорбции кости в долгосрочной перспективе и может ли она улучшить минеральную плотность кости.

В другом исследовании, опубликованном в журнале Nutrition Journal , сравнивалось влияние кислой диеты, а не щелочной воды, на остеопороз — заболевание, характеризующееся слабостью и ломкостью костей.

Анализируя предысторию исследования, авторы отметили большое количество заявлений, сделанных в Интернете. Эти утверждения предполагают, что «щелочные диеты и связанные с ними коммерческие продукты противодействуют кислотности, помогают организму регулировать pH и, таким образом, предотвращают процессы заболевания».

В обзоре использовались доказательства высокого качества, чтобы сделать вывод о том, что кислота из современного рациона не вызывает остеопороза.Он также пришел к выводу, что щелочная диета или щелочные добавки или соли не предотвращают остеопороз.

Обзор исследований, опубликованных в 2012 году, показал, что щелочная диета приводит к тому, что моча становится более щелочной и, возможно, меньше кальция в моче.

Однако исследователи не ожидали, что это будет отражать общий уровень кальция, и они не нашли доказательств того, что это улучшит здоровье костей или поможет предотвратить остеопороз.

Рак

Обзор воздействия щелочей на рак был опубликован Dr.Танис Фентон и его коллеги в журнале BMJ Open.

В обзоре оценивались тысячи исследований, но авторы обнаружили только один правильный рандомизированный тест на кислотность в рационе и рак мочевого пузыря.

Они не нашли исследований щелочной воды и рака у людей.

Исследователи отмечают: «По нашему опыту, к пациентам с раком обращаются продавцы, которые продвигают подщелачивающие воду как способ лечения рака».

Они приходят к выводу:

«Несмотря на продвижение щелочной диеты и щелочной воды средствами массовой информации и продавцами, практически нет реальных исследований, подтверждающих или опровергающих эти идеи.

Одно исследование показало, что щелочная диета, но не конкретно щелочная вода, может усилить действие некоторых химиотерапевтических препаратов, используемых для лечения рака.

Кислотный рефлюкс

Кислотный рефлюкс — это заболевание, когда кислое содержимое желудка выплескивается обратно в пищевую трубку.

Кислотный рефлюкс, который продолжается долгое время, может вызвать повреждение и болезнь, известную как гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, или ГЭРБ.

Исследование, опубликованное в журнале Annals of Otology, Rhinology & Laryngology , показало, что питьевая щелочная вода может стоить дальнейшего изучения в качестве дополнения к другим методам лечения рефлюксной болезни.

Было обнаружено, что щелочная вода с pH 8,8 останавливает действие ферментов, связанных с рефлюксной болезнью. Также оказалось, что он снижает кислотность содержимого желудка.

Работа выполнялась в лаборатории, а не на людях. Для подтверждения этих выводов потребуются дополнительные исследования.

Кроме того, желудочная кислота существует для определенной цели. Он убивает бактерии и другие патогены, а также помогает нашему организму переваривать пищу и усваивать питательные вещества.

Артериальное давление и диабет

Ученые из Шанхая обнаружили, что через 3–6 месяцев после употребления щелочной воды у людей с высоким кровяным давлением, высоким уровнем сахара в крови и высоким уровнем липидов в крови показатели по каждому из этих факторов были ниже.

В 2016 году исследователи обнаружили, что вода с высоким pH электролитом снижает вязкость крови у 100 взрослых после тренировки. Это может помочь снизить нагрузку на сердечно-сосудистую систему из-за обезвоживания.

Однако ученые отмечают, что у участников изначально были разные показатели вязкости цельной крови, что могло повлиять на результаты.

Стоит отметить, что исследование спонсировалось Essentia Water, которая также предоставила использованную щелочную воду.

Рекомендуемая суточная доза

Поскольку нет доказательств, подтверждающих пользу для здоровья от щелочной воды, не существует рекомендованного количества, которое улучшает здоровье.

Однако, если вы хотите начать пить щелочную воду, начните с небольшого количества и постепенно увеличивайте его. Это может уменьшить коррозионное воздействие сильнощелочной воды.

Щелочная диета, согласно исследованию Фентона, призвана исправить «кислотное состояние, которое создает современная диета».

Включает больше свежих фруктов и овощей и снижает потребление белка.

«Маркетинг щелочной диеты продвигает не только диету, но и продажу соответствующих добавок и аппаратов для подщелачивания воды почти через все средства массовой информации, включая веб-сайты, книги и видео», — пишут авторы.

Обзор, опубликованный в журнале Journal of Environmental and Public Health , пришел к выводу, что щелочная диета может иметь некоторые преимущества.

Фрукты и овощи, по словам исследователей, имеют отрицательную кислотную нагрузку, которая может улучшить баланс между натрием и калием, с возможной пользой для здоровья костей и мышц. Это может помочь предотвратить высокое кровяное давление, инсульт и другие хронические заболевания.

Дети с тяжелым метаболическим ацидозом, как правило, имеют низкий уровень гормона роста, и это может привести к низкому росту.Щелочная диета может помочь уменьшить проблемы, связанные с низким уровнем гормона роста, у восприимчивых людей.

Щелочная диета также увеличивает содержание магния в клетках. Магний, в свою очередь, помогает активировать витамин D.

Однако ни один из этих результатов не относится конкретно к щелочной воде.

Долговечность

В исследовании, опубликованном в 2016 году, изучалось влияние потребления щелочной воды на 150 мышей в течение 3 лет.

Результаты показали, что у тех, кто пил щелочную воду, были признаки большей продолжительности жизни, другими словами, они старели меньше и с большей вероятностью прожили дольше.

Не наблюдалось значительных различий в сердце, печени, почках, головном мозге или кишечнике изучаемых групп, и никаких повреждений не произошло, но были различия в том, как стареют мыши и их органы.

Способствует ли щелочная вода похуданию?

Щелочная вода не оказывает полезного воздействия на общее состояние здоровья и обмен веществ.

Хотя он не добавляет калорий в рамках сбалансированной или контролируемой диеты, нет исследований, которые поддерживали бы щелочную воду в качестве самостоятельного средства для похудания.

Слишком щелочная питьевая вода может иметь неблагоприятные последствия.

Исследователи, изучавшие связь между щелочной водой, щелочной диетой и раком, сказали, что щелочная диета может быть вредной, поскольку побуждает людей избегать продуктов, содержащих важные питательные вещества.

Они пришли к выводу, что «продвижение щелочной диеты и щелочной воды среди населения для профилактики или лечения рака неоправданно».

Возможные проблемы

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что слишком много кислоты вызывает коррозию, так же как и слишком много щелочи.

В 2001 году ученые опубликовали результаты исследования, в котором крысы на разных этапах жизни потребляли щелочную воду с pH 11,2 или pH 12 в течение года.

В конце эксперимента крысы потеряли в весе или испытали задержку роста, а самки крыс имели мех, который был тонким пятнами и казался тусклым. У некоторых крыс было изменение цвета слизистой оболочки рта.

Обзор, опубликованный в BMJ, показал, что среди изученных ими исследований щелочной воды «ни один […] не поддерживал рекламные акции, которые предполагают, что щелочная вода поддерживает хорошее здоровье.”

Машины, называемые ионизаторами, делают воду щелочной, но они дороги.

Минеральная вода в бутылках обычно бывает нейтральной или слабощелочной. Некоторые производители могут указывать уровень pH воды в бутылках.

Газированная вода кислая. Карбонизация вводит двуокись углерода, которая снижает pH и увеличивает кислотность.

Сайт alkalinewatersionizers.org продвигает ионизаторы воды. В нем говорится: «Поскольку ионизированная вода содержит так много активных молекул водорода, она способна действовать как мощный антиоксидант, который ищет и уничтожает свободные радикалы.

Однако на сайте также подчеркивается сообщение:

«Вы должны понимать, что пить щелочную воду не приносит пользы».

По их словам, преимущества приносит только ионизация, однако опубликованных исследований в поддержку здоровья ионизированной воды практически нет.

Клиника Кливленда тем временем в своей статье «Щелочная вода: не верьте рекламной шумихе» советует людям пить воду, но делайте ее простой, потому что слишком высокая кислотность или слишком высокая щелочность могут вызвать проблемы.

Они указывают на то, что человеческое тело создано для нахождения собственного баланса.

Люди должны хорошо подумать, стоит ли инвестировать в дорогое оборудование, которое вряд ли что-то изменит.

Щелочная диета: утверждения, факты и продукты

Некоторые люди сообщают, что щелочная диета повышает рН организма, делая его менее кислым и более щелочным. Сторонники диеты говорят, что она способствует похуданию и борется с болезнями. Однако никаких доказательств этому нет.

Некоторые исследования показывают, что щелочная диета может улучшить здоровье людей с заболеванием почек. Однако это не достигается путем изменения pH крови.

Напротив, щелочная диета побуждает людей есть больше фруктов и овощей и меньше обработанного мяса и молочных продуктов с высоким содержанием жира. По этой причине щелочная диета может улучшить здоровье.

Несколько исследований также показывают, что употребление в пищу продуктов с низким содержанием кислоты улучшает здоровье, даже если они не повышают pH крови.

В этой статье мы рассмотрим утверждения, касающиеся щелочной диеты, верны ли они и как продукты щелочной диеты могут улучшить здоровье.

То, что многие люди считают главным преимуществом щелочной диеты, неверно.

Щелочная диета пропагандирует ложное представление о том, что с помощью диеты можно изменить pH крови. Это неправда, и серьезные изменения pH крови могут даже быть опасными для жизни.

Можно изменить pH мочи и слюны с помощью диеты.Однако при изменении pH этих жидкостей pH крови остается прежним.

Щелочность означает, что pH чего-то выше 7. Организм человека по своей природе слегка щелочной, с pH крови около 7,4.

В желудке кислая среда, что позволяет ему переваривать пищу. PH слюны и мочи меняется в зависимости от диеты, метаболизма и других факторов.

Некоторые исследования показывают, что раковые клетки быстрее растут в кислой среде. Основываясь на этом исследовании, сторонники щелочной диеты утверждают, что высокий pH крови может предотвратить рак.

Однако в исследованиях щелочности и рака обычно участвовали раковые клетки в чашке Петри, а не в организме человека.

Однако продукты, которые люди едят на этой диете, могут помочь некоторым поддерживать здоровую массу тела. Это может помочь предотвратить проблемы со здоровьем, связанные с весом, такие как диабет.

Ни одно исследование не показало, что щелочная диета может повысить pH крови.

Однако некоторые исследования показывают, что щелочная диета может улучшить здоровье, хотя и не так, как утверждают ее сторонники.Щелочные диеты снижают потребление жирного и обработанного мяса и побуждают людей есть больше фруктов и овощей. Это дает несколько преимуществ для здоровья.

Вот некоторые из преимуществ, которые могут утверждать сторонники щелочной диеты, а также научные исследования, подтверждающие или опровергающие их:

Содействие снижению веса

Многие стратегии могут помочь людям похудеть.

В конечном счете, потеря веса зависит от потребления меньшего количества калорий, чем один сжигаемый.Диеты с низким содержанием жиров и калорий могут способствовать снижению веса, но только тогда, когда человек остается физически активным и придерживается разнообразной здоровой диеты.

Щелочная диета обычно низкокалорийна, поэтому она может помочь людям похудеть.

Улучшение здоровья почек

Повышение pH мочи может улучшить здоровье некоторых людей.

Согласно исследованию 2017 года, типичная диета людей в Соединенных Штатах очень кислая. Это может вызвать проблемы с почками. Для людей с заболеванием почек диета с пониженным содержанием кислоты может улучшить симптомы или даже замедлить течение болезни.

Для большинства людей с хронической болезнью почек нет необходимости соблюдать особую щелочную диету. Вместо этого может помочь простое уменьшение количества белков, таких как молоко, мясо и сыр.

Предотвращение рака

Некоторые сторонники этой диеты заявляют, что она может обратить вспять рак или поддержать химиотерапию. Нет никаких научных доказательств, подтверждающих эти утверждения, и никаких исследований не проводилось прямых проверок этого утверждения.

Однако важные данные исследования 2010 года показывают, что сокращение потребления мяса и употребление большего количества фруктов, овощей и цельнозерновых может предотвратить рак.

В исследовании использовались данные Европейского проспективного исследования рака и питания 2010 года. Было обнаружено, что потребление витамина С, витамина А, клетчатки и средиземноморской диеты может снизить риск рака.

Американское онкологическое общество (ACS) рекомендует диету, аналогичную, но не идентичную щелочной диете. ACS советуют избегать обработанных пищевых продуктов, безалкогольных напитков и многих продуктов с высоким содержанием жиров. Вместо этого более полезно придерживаться диеты, богатой фруктами, овощами и цельнозерновыми продуктами.

Лечение или профилактика сердечных заболеваний

В США сердечные заболевания являются основной причиной смерти. Факторы образа жизни, включая плохое питание и низкий уровень активности, являются основными факторами.

Щелочная диета может естественным образом повысить уровень гормона роста, но исследования являются предварительными и неубедительными. Исследования показывают, что гормон роста поддерживает композицию тела и снижает факторы риска сердечных заболеваний.

Щелочные диеты также обычно содержат мало жиров и калорий, что естественным образом способствует поддержанию здоровой массы тела и снижает факторы риска сердечных заболеваний.Они также уменьшают или устраняют красное и обработанное мясо, удаляя из рациона основной фактор, вызывающий сердечные заболевания.

Повышение уровня гормона роста

Улучшение здоровья сердца — лишь одно из потенциальных преимуществ более высокого уровня гормона роста. Повышение уровня гормона роста также может способствовать лучшему функционированию мозга, особенно памяти и познанию.

Некоторые данные свидетельствуют о том, что гормон роста улучшает общее качество жизни.

Однако доказательства связи щелочной диеты с повышением уровня гормона роста являются слабыми.Некоторые исследования показали, что коррекция сильно кислой среды с помощью определенных добавок, таких как бикарбонат, может способствовать повышению щелочности, но это не обязательно означает, что щелочная диета имеет аналогичные преимущества.

Уменьшение боли в спине

Небольшое количество исследований предполагает, что добавление в рацион щелочных минералов может помочь при симптомах боли в спине.

Это исследование не проверяет напрямую преимущества щелочной диеты, поэтому неясно, могут ли щелочные продукты помочь при хронической боли.

Профилактика остеопороза

Остеопороз является основным фактором риска переломов костей, особенно у пожилых людей и женщин. Некоторые сторонники этой диеты говорят, что она снижает количество кальция, теряемого с мочой, и что это снижает риск остеопороза. Однако это утверждение не подтверждается никакими научными доказательствами.

Тем не менее, употребление большего количества фруктов и овощей может улучшить здоровье костей. Щелочная диета богата этими продуктами. Они также, как правило, содержат мало белка, который поддерживает здоровье костей и мышц.

Поэтому маловероятно, что щелочная диета может предотвратить остеопороз. Щелочная диета с крайне низким содержанием белка также может быть фактором риска остеопороза. Лучшая стратегия — есть больше нежирных белков, фруктов и овощей.

Развитие здоровых мышц

Люди склонны терять мышечную массу с возрастом.

Это увеличивает риск падений и переломов, а также может способствовать слабости и хронической боли. Исследование 2013 года предлагает предварительные доказательства того, что щелочная диета может улучшить здоровье мышц.

Исследователи обследовали 2689 женщин в долгосрочном исследовании близнецов. Они обнаружили небольшое, но значительное увеличение мышечной массы у женщин, придерживающихся более щелочной диеты.

Богатая разнообразием диета — самый полезный вариант. Люди должны стремиться к диете, которая включает в себя ряд различных белков, злаков, фруктов, овощей, витаминов и минералов.

Исключение какой-либо одной группы продуктов или продуктов из рациона может затруднить сохранение здоровья человека. Щелочные диеты с очень низким содержанием белка могут помочь людям похудеть, но они также могут увеличить риск других проблем, таких как слабость костей и мышц.

Людям, желающим придерживаться щелочной диеты, следует убедиться, что они потребляют достаточно белка.