क्षारीय बैटरी: Difference between revisions

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एक [[क्षार]]ीय बैटरी बैटरी नामकरण | (IEC कोड: L) [[प्राथमिक सेल]] का एक प्रकार है जहां [[इलेक्ट्रोलाइट]] (आमतौर पर [[ पोटेशियम हाइड्रोक्साइड ]]) का [[पीएच]] मान 7 से ऊपर होता है। आमतौर पर ये बैटरी [[ जस्ता ]] और [[मैंगनीज डाइऑक्साइड]], [[निकल]] और के बीच प्रतिक्रिया से ऊर्जा प्राप्त करती हैं। [[कैडमियम]], या निकल और [[हाइड्रोजन]]।
[[क्षार|क्षारीय]] बैटरी (IEC कोड: L) एक प्रकार की [[प्राथमिक सेल|प्राथमिक बैटरी (बैटरी)]] होती है जहाँ [[इलेक्ट्रोलाइट|विद्युत् अपघट्य]] (सामान्य रूप से [[ पोटेशियम हाइड्रोक्साइड |पोटेशियम हाइड्रोक्साइड]]) का [[पीएच]] मान 7 से ऊपर होता है। सामान्य रूप से ये बैटरी (जिंक धातु) [[ जस्ता |जस्ता]] और [[मैंगनीज डाइऑक्साइड]], [[निकल|निकल,]] [[हाइड्रोजन]] और [[कैडमियम]] के बीच प्रतिक्रिया से ऊर्जा प्राप्त करती हैं।


लेकलेंच सेल या [[जिंक क्लोराइड]] प्रकार की जिंक-कार्बन बैटरी | जिंक-कार्बन बैटरी की तुलना में, क्षारीय बैटरी में उच्च [[ऊर्जा घनत्व]] और लंबी [[ शेल्फ जीवन ]] होती है, फिर भी समान वोल्टेज प्रदान करती है।
लेकलेंच बैटरी या [[जिंक क्लोराइड]] प्रकार की जिंक-कार्बन बैटरी जिंक-कार्बन बैटरियों की की तुलना में, क्षारीय बैटरियों में उच्च [[ऊर्जा घनत्व]] और लंबी [[ शेल्फ जीवन |शेल्फ जीवन]] होती है, फिर भी समान वोल्टेज प्रदान करती है।


क्षारीय बैटरी को इसका नाम इसलिए मिला क्योंकि इसमें अम्लीय [[अमोनियम क्लोराइड]] (NH) के बजाय पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) का क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट होता है।<sub>4</sub>Cl) या जिंक क्लोराइड (ZnCl<sub>2</sub>) जिंक-कार्बन बैटरी का इलेक्ट्रोलाइट। अन्य बैटरी सिस्टम भी क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करते हैं, लेकिन वे इलेक्ट्रोड के लिए विभिन्न सक्रिय सामग्रियों का उपयोग करते हैं।
इसे क्षारीय बैटरी को यह नाम इसलिए गया क्योंकि इसमें अम्लीय [[अमोनियम क्लोराइड]] (NH4Cl) या जिंक क्लोराइड (ZnCl2) जिंक-कार्बन बैटरी के विद्युत् अपघट्य के बजाय पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) का क्षारीय विद्युत् अपघट्य होता है। अन्य बैटरी प्रणालियाँ भी क्षारीय विद्युत् अपघट्य्स का उपयोग करती हैं, लेकिन वे इलेक्ट्रोड के लिए विभिन्न सक्रिय सामग्रियों का उपयोग करती हैं। सकारात्मक इलेक्ट्रोड में कुशल मैंगनीज डाइऑक्साइड सम्मिलित होता है जिसमें कुछ कार्बन मिश्रित होता है। नकारात्मक ध्रुव एक जस्ता छड़ था। कैथोड को बर्तन में पैक किया गया था, और विद्युत धारा संग्राहक के रूप में कार्य करने के लिए एक कार्बन रॉड डाली गई थी। फिर एनोड या जिंक रॉड और बर्तन को अमोनियम क्लोराइड के घोल में डुबोया गया।


क्षारीय बैटरी अमेरिका में निर्मित बैटरी का 80% हिस्सा है और दुनिया भर में 10 बिलियन से अधिक व्यक्तिगत इकाइयों का उत्पादन करती है। जापान में, क्षारीय बैटरी सभी प्राथमिक बैटरी बिक्री का 46% हिस्सा है। स्विट्ज़रलैंड में, क्षारीय बैटरी 68%, यूके में 60% और यूरोपीय संघ में माध्यमिक प्रकार सहित सभी बैटरी बिक्री का 47% है।<ref>{{cite web|url=http://www.epbaeurope.net/documents/NEMA_alkalinelca2011.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20111007014825/http://www.epbaeurope.net/documents/NEMA_alkalinelca2011.pdf|url-status=dead|archive-date=2011-10-07|title=जीवन चक्र के अंत पर ध्यान देने के साथ क्षारीय बैटरियों का जीवन चक्र प्रभाव - EBPA-EU|last=Olivetti|first=Elsa|author2=Jeremy Gregory |author3=Randolph Kirchain |date=February 2011|publisher=Massachusetts Institute of Technology, Materials Systems Lab|page=110|access-date=29 July 2014}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.baj.or.jp/e/statistics/02.php |archive-url=https://web.archive.org/web/20101206075143/http://www.baj.or.jp/e/statistics/02.php |url-status=dead |archive-date=2010-12-06 |title=बीएजे वेबसाइट - मासिक बैटरी बिक्री आंकड़े|date=Mar 2011 |publisher=Battery Association of Japan |access-date=29 July 2014 }}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.inobat.ch/fileadmin/user_upload/pdf_09/Absatz_Statistik_2008.pdf |title=Absatzzahlen 2008 |publisher=Interessenorganisation Batterieentsorgung |language=de |access-date=29 July 2014 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20120325171702/http://www.inobat.ch/fileadmin/user_upload/pdf_09/Absatz_Statistik_2008.pdf |archive-date=March 25, 2012 }}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.epbaeurope.net/090607_2006_Oct.pdf |title=बैटरी अपशिष्ट प्रबंधन जीवन चक्र मूल्यांकन प्रकाशन के लिए अंतिम रिपोर्ट|last1=Fisher |first1=Karen |first2=Erika |last2=Wallén |first3=Pieter Paul |last3=Laenen |first4=Michael |last4=Collins |date=18 October 2006 |publisher=Environmental Resources Management, DEFRA |page=230 |access-date=29 July 2014 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20131008081530/http://www.epbaeurope.net/090607_2006_Oct.pdf |archive-date=8 October 2013 }}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.epbaeurope.net/statistics.html |title=EPBA Battery Statistics - 2000 |year=2000 |publisher=European Portable Battery Association |access-date=29 July 2014 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20120321012709/http://www.epbaeurope.net/statistics.html |archive-date=March 21, 2012 }}</ref> क्षारीय बैटरी में जिंक (Zn) और मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO<sub>2</sub>) (स्वास्थ्य कोड 1), जो एक संचयी न्यूरोटॉक्सिन है और उच्च सांद्रता में विषाक्त हो सकता है। हालांकि, अन्य बैटरी प्रकारों की तुलना में, क्षारीय बैटरी की विषाक्तता मध्यम होती है।<ref>{{Cite book | url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK158868/ | title=स्वास्थ्य पर पड़ने वाले प्रभाव| date=September 2012| publisher=Agency for Toxic Substances and Disease Registry (US)}}</ref>
क्षारीय बैटरी अमेरिका में निर्मित बैटरी का 80% हिस्सा है और दुनिया भर में 10 बिलियन से अधिक व्यक्तिगत इकाइयों का उत्पादन करती है। जापान में, सभी प्राथमिक बैटरी बिक्री में क्षारीय बैटरी का हिस्सा 46% है। स्विट्ज़रलैंड में, क्षारीय बैटरी 68%, ब्रिटेन में 60% और यूरोपीय संघ में माध्यमिक प्रकार सहित सभी बैटरी की बिक्री का 47% है।<ref>{{cite web|url=http://www.epbaeurope.net/documents/NEMA_alkalinelca2011.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20111007014825/http://www.epbaeurope.net/documents/NEMA_alkalinelca2011.pdf|url-status=dead|archive-date=2011-10-07|title=जीवन चक्र के अंत पर ध्यान देने के साथ क्षारीय बैटरियों का जीवन चक्र प्रभाव - EBPA-EU|last=Olivetti|first=Elsa|author2=Jeremy Gregory |author3=Randolph Kirchain |date=February 2011|publisher=Massachusetts Institute of Technology, Materials Systems Lab|page=110|access-date=29 July 2014}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.baj.or.jp/e/statistics/02.php |archive-url=https://web.archive.org/web/20101206075143/http://www.baj.or.jp/e/statistics/02.php |url-status=dead |archive-date=2010-12-06 |title=बीएजे वेबसाइट - मासिक बैटरी बिक्री आंकड़े|date=Mar 2011 |publisher=Battery Association of Japan |access-date=29 July 2014 }}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.inobat.ch/fileadmin/user_upload/pdf_09/Absatz_Statistik_2008.pdf |title=Absatzzahlen 2008 |publisher=Interessenorganisation Batterieentsorgung |language=de |access-date=29 July 2014 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20120325171702/http://www.inobat.ch/fileadmin/user_upload/pdf_09/Absatz_Statistik_2008.pdf |archive-date=March 25, 2012 }}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.epbaeurope.net/090607_2006_Oct.pdf |title=बैटरी अपशिष्ट प्रबंधन जीवन चक्र मूल्यांकन प्रकाशन के लिए अंतिम रिपोर्ट|last1=Fisher |first1=Karen |first2=Erika |last2=Wallén |first3=Pieter Paul |last3=Laenen |first4=Michael |last4=Collins |date=18 October 2006 |publisher=Environmental Resources Management, DEFRA |page=230 |access-date=29 July 2014 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20131008081530/http://www.epbaeurope.net/090607_2006_Oct.pdf |archive-date=8 October 2013 }}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.epbaeurope.net/statistics.html |title=EPBA Battery Statistics - 2000 |year=2000 |publisher=European Portable Battery Association |access-date=29 July 2014 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20120321012709/http://www.epbaeurope.net/statistics.html |archive-date=March 21, 2012 }}</ref> क्षारीय बैटरी में जिंक (Zn) और मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO<sub>2</sub>) (स्वास्थ्य कोड 1) होते हैं, जो एक संचयी न्यूरोटॉक्सिन है और उच्च सांद्रता में विषाक्त हो सकता है। हालांकि, अन्य बैटरी प्रकारों की तुलना में, क्षारीय बैटरी की विषाक्तता मध्यम होती है।<ref>{{Cite book | url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK158868/ | title=स्वास्थ्य पर पड़ने वाले प्रभाव| date=September 2012| publisher=Agency for Toxic Substances and Disease Registry (US)}}</ref> [[एमपी 3 प्लेयर]], [[सीडी प्लेयर]], [[डिजिटल कैमरा]], खिलौने, [[ टॉर्च |टॉर्च]] और [[रेडियो रिसीवर]] जैसे कई घरेलू सामानों में क्षारीय बैटरी का उपयोग किया जाता है।
[[एमपी 3 प्लेयर]], [[सीडी प्लेयर]], [[डिजिटल कैमरा]], खिलौने, [[ टॉर्च ]] और [[रेडियो रिसीवर]] जैसे कई घरेलू सामानों में क्षारीय बैटरी का उपयोग किया जाता है।


== इतिहास ==
== इतिहास ==
{{See also|History of the battery}}
{{See also|बैटरी का इतिहास}}
 
अल्कलाइन (एसिड के बजाय) विद्युत् अपघट्य वाली बैटरियों को पहली बार 1899 में [[वाल्डेमार जुंगनर]] द्वारा विकसित किया गया था, और स्वतंत्र रूप से काम करते हुए, 1901 में[[ थॉमस एडीसन | थॉमस एडीसन]] ने काम किया था। [[ एक्सीडे |एक्सीडे]] ब्रांड के तहत निर्मित निकेल-लौह बैटरी, मूल रूप से 1901 में थॉमस एडिसन द्वारा विकसित पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड विद्युत् अपघट्य का उपयोग किया गया था।
 
आधुनिक क्षारीय शुष्क बैटरी, जस्ता/मैंगनीज डाइऑक्साइड रसायन विज्ञान का उपयोग करते हुए, कनाडा के इंजीनियर [[लुईस यूरी]] द्वारा आविष्कार किया गया था। 1950 के दशक में कनाडा में क्लीवलैंड, ओएच में [[यूनियन कार्बाइड]] के [[एवरेडी बैटरी]] डिवीजन के लिए काम करना प्रारम्भ करने से पहले, एडिसन द्वारा पहले के काम पर निर्माण किया था।<ref>{{Cite web|url=http://www.science.ca/scientists/scientistprofile.php?pID=277|title = Science.ca : Lew Urry}}</ref><ref>{{cite web|last1=Baird|first1=Gabriel|title=Thomas Edison provided Lew Urry spark of idea for better alkaline battery: Greater Cleveland Innovations|url=http://blog.cleveland.com/metro/2011/08/thomas_edison_provided_spark_f.html|website=cleveland.com|access-date=17 November 2014|date=2011-08-03}}</ref> 9 [[अक्टूबर]], 1957 को उरी, [[कार्ल कोर्डेश]] और पी.ए. मार्सल ने क्षारीय बैटरी के लिए अमेरिकी पेटेंट (2,960,558) दायर किया। इसे 1960 में प्रदान किया गया था और इसे यूनियन कार्बाइड कॉर्पोरेशन को सौंपा गया था।<ref>[http://www.freepatentsonline.com/2960558.pdf US Patent 2960558] {{in lang|en}}</ref> जब 1960 के दशक के अंत में क्षारीय बैटरियों को पेश किया गया था, तो उनके जस्ता इलेक्ट्रोड (तत्कालीन सर्वव्यापी कार्बन-जस्ता बैटरियों के साथ) में [[पारा (तत्व)]] [[अमलगम (रसायन विज्ञान)]] की एक सतह फिल्म थी। आधुनिक क्षारीय बैटरी में अभी भी जस्ता नकारात्मक इलेक्ट्रोड और सकारात्मक मैंगनीज डाइऑक्साइड हैं। बेलनाकार बैटरियों का प्रदर्शन उपकरण की ऊर्जा मांग पर निर्भर करता है। इसलिए हमें उन्हें संगत, कम मांग वाले उपकरणों में सबसे अच्छा उपयोग करना चाहिए।इसका उद्देश्य जिंक (जस्ता) में अशुद्धियों पर विद्युत अपघटनी क्रिया को नियंत्रित करना था; कि अवांछित विद्युत् अपघट्यिक क्रिया शेल्फ जीवन को कम करेगी और रिसाव को बढ़ावा देगी। जब विभिन्न विधायिकाओं द्वारा पारे की मात्रा में कमी को अनिवार्य किया गया, तो जस्ता की शुद्धता और स्थिरता में काफी सुधार करना आवश्यक हो गया।<ref name="Linden02">{{cite book|last1=Reddy|first1=David Linden, Thomas B.|title=लिंडेन की बैटरी की पुस्तिका|date=2001|publisher=McGraw-Hill|location=New York|isbn=978-0-07-135978-8|pages=[https://archive.org/details/handbookofbatter0000unse/page/10 10–12]|edition=3|url-access=registration|url=https://archive.org/details/handbookofbatter0000unse/page/10}}</ref>


फ़ाइल: थॉमस एडिसन का निकल-iron batteries.jpg|thumb|[[ थॉमस एडीसन ]] की निकल-लौह बैटरी | [[ एक्सीडे ]] ब्रांड के तहत निर्मित निकेल-लौह बैटरी, मूल रूप से 1901 में थॉमस एडिसन द्वारा विकसित पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग किया गया था।
अल्कलाइन (एसिड के बजाय) इलेक्ट्रोलाइट वाली बैटरियों को पहली बार 1899 में [[वाल्डेमार जुंगनर]] द्वारा विकसित किया गया था, और स्वतंत्र रूप से काम करते हुए, थॉमस एडिसन ने 1901 में काम किया था। आधुनिक क्षारीय सूखी बैटरी, जस्ता / मैंगनीज डाइऑक्साइड रसायन विज्ञान का उपयोग करते हुए, कनाडा के इंजीनियर [[लुईस यूरी]] द्वारा आविष्कार किया गया था। 1950 के दशक में कनाडा में क्लीवलैंड, ओएच में [[यूनियन कार्बाइड]] के [[एवरेडी बैटरी]] डिवीजन के लिए काम करना शुरू करने से पहले, एडिसन द्वारा पहले के काम पर निर्माण।<ref>{{Cite web|url=http://www.science.ca/scientists/scientistprofile.php?pID=277|title = Science.ca : Lew Urry}}</ref><ref>{{cite web|last1=Baird|first1=Gabriel|title=Thomas Edison provided Lew Urry spark of idea for better alkaline battery: Greater Cleveland Innovations|url=http://blog.cleveland.com/metro/2011/08/thomas_edison_provided_spark_f.html|website=cleveland.com|access-date=17 November 2014|date=2011-08-03}}</ref> 9 [[अक्टूबर]], 1957 को उरी, [[कार्ल कोर्डेश]] और पी.ए. मार्सल ने क्षारीय बैटरी के लिए यूएस पेटेंट (2,960,558) दायर किया। इसे 1960 में प्रदान किया गया था और इसे यूनियन कार्बाइड कॉर्पोरेशन को सौंपा गया था।<ref>[http://www.freepatentsonline.com/2960558.pdf US Patent 2960558] {{in lang|en}}</ref>
जब 1960 के दशक के अंत में क्षारीय बैटरियों को पेश किया गया था, तो उनके जस्ता इलेक्ट्रोड (तत्कालीन सर्वव्यापी कार्बन-जस्ता कोशिकाओं के साथ) में [[पारा (तत्व)]] [[अमलगम (रसायन विज्ञान)]] की एक सतह फिल्म थी। इसका उद्देश्य जिंक में अशुद्धियों पर इलेक्ट्रोलाइटिक क्रिया को नियंत्रित करना था; कि अवांछित इलेक्ट्रोलाइटिक क्रिया शेल्फ जीवन को कम करेगी और रिसाव को बढ़ावा देगी। जब विभिन्न विधायिकाओं द्वारा पारा सामग्री में कमी को अनिवार्य किया गया, तो जस्ता की शुद्धता और स्थिरता में काफी सुधार करना आवश्यक हो गया।<ref name=Linden02>{{cite book|last1=Reddy|first1=David Linden, Thomas B.|title=लिंडेन की बैटरी की पुस्तिका|date=2001|publisher=McGraw-Hill|location=New York|isbn=978-0-07-135978-8|pages=[https://archive.org/details/handbookofbatter0000unse/page/10 10–12]|edition=3|url-access=registration|url=https://archive.org/details/handbookofbatter0000unse/page/10}}</ref>




== रसायन विज्ञान ==
== रसायन विज्ञान ==
एक क्षारीय बैटरी में, नकारात्मक इलेक्ट्रोड जस्ता है और सकारात्मक इलेक्ट्रोड मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO<sub>2</sub>). प्रतिक्रिया के दौरान पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (केओएच) की [[क्षारीयता]] इलेक्ट्रोलाइट का उपभोग नहीं किया जाता है (इसे पुनर्जीवित किया जाता है), केवल जिंक और एमएनओ<sub>2</sub> डिस्चार्ज के दौरान सेवन किया जाता है। पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता स्थिर रहती है, क्योंकि इसमें हाइड्रॉक्साइड|OH की समान मात्रा होती है<sup>−</sup> [[इलेक्ट्रोड]] पर होने वाली दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में आयनों का उपभोग और उत्पादन होता है।
एक क्षारीय बैटरी में, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड जस्ता होता है और सकारात्मक इलेक्ट्रोड मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO2) होता है। प्रतिक्रिया के दौरान पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) के [[क्षारीयता]] विद्युत् अपघट्य का अपचयन नहीं किया जाता है (इसे पुनर्जीवित किया जाता है), केवल जिंक और MnO2 का अपचयन डिस्चार्ज के दौरान किया जाता है। पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के क्षारीय विद्युत् अपघट्य की सांद्रता स्थिर रहती है, क्योंकि [[इलेक्ट्रोड]] पर होने वाली दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में समान मात्रा में OH- आयनों का अपचयन और उत्पादन किया जाता है।


दो <u>अर्ध-प्रतिक्रियाएं</u> हैं:
दो अर्ध-प्रतिक्रियाएं हैं:


:<u>एनोड</u> (ऑक्सीडेशन रिएक्शन), नेगेटिव चार्ज इलेक्ट्रोड क्योंकि स्वीकार करना {{e-}} सेल में रिडक्टेंट से:
:एनोड (ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया), नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रोड क्योंकि बैटरी में रिडक्टेंट से e− स्वीकार करना:
:: जेएन<sub>(s)</sub> + 2 ओह<sup>-</सुप><sub>([[Aqueous solution|aq]])</sub> → ZnO<sub>(s)</sub> + एच<sub>2</sub>O<sub>(l)</sub> + 2 और<sup>-</सुप> {{Space|20}} (ई °<sub>ox</sub> = +1.28 वी)
:: Zn<sub>(s)</sub> + 2 OH<sup>−</sup><sub>(aq)</sub> → ZnO<sub>(s)</sub> + H<sub>2</sub>O<sub>(l)</sub> + 2 e<sup>−</sup>                      (E°<sub>ox</sub> = +1.28 V)


:<u>कैथोड</u> (रिडक्शन रिएक्शन), धनावेशित इलेक्ट्रोड देने के कारण {{e-}} सेल में ऑक्सीकारक के लिए:
:कैथोड (अपचयन अभिक्रिया), धनावेशित इलेक्ट्रोड देने के कारण {{e-}} बैटरी में ऑक्सीकारक के लिए:
:: 2 एमएनओ<sub>2(s)</sub> + एच<sub>2</sub>O<sub>(l)</sub> + 2 और<sup>−</sup> → एमएन<sub>2</sub>O<sub>3(s)</sub> + 2 ओह<sup>-</सुप><sub>(aq)</sub> {{Space|8}} (ई °<sub>red</sub> = +0.15 वी)
:: 2 MnO<sub>2(s)</sub> + 2 H<sub>2</sub>O<sub>(l)</sub> + 2 e<sup>−</sup> → 2 MnOOH (s) + 2 OH<sup>−</sup><sub>(aq)</sub>  


<u>समग्र प्रतिक्रिया</u> (एनोडिक और कैथोडिक प्रतिक्रियाओं का योग) है:
समग्र प्रतिक्रिया (एनोडिक और कैथोडिक प्रतिक्रियाओं का योग) है:
:: जेएन<sub>(s)</sub> + 2 एमएनओ<sub>2(s)</sub> {{eqm}} ZnO<sub>(s)</sub> + एमएन<sub>2</sub>O<sub>3(s)</sub> {{Space|26}} (ई °<sub>cell</sub> = ई °<sub>ox</sub> + ई °<sub>red</sub> = +1.43 वी)
:: Zn<sub>(s)</sub> + 2 MnO<sub>2(s)</sub> ⇌ ZnO<sub>(s)</sub> + Mn<sub>2</sub>O<sub>3(s)</sub>                            (E°<sub>cell</sub> = E°<sub>ox</sub> + E°<sub>red</sub> = nominally +1.5 V)


== क्षमता ==
== क्षमता ==
[[File:Button cells and 9v cells (3).png|thumb|right|200px|बटन और सिक्का कोशिकाओं के कई आकार। कुछ क्षारीय होते हैं और अन्य [[सिल्वर ऑक्साइड]] होते हैं। आकार की तुलना के रूप में दो 9 वी बैटरी जोड़ी गईं। आकार कोड चिह्नों को देखने के लिए बड़ा करें।]]एक क्षारीय बैटरी की क्षमता एक समान आकार के लेकलेंच सेल या जिंक क्लोराइड सेल से अधिक होती है क्योंकि [[मैं]]गनीज डाइऑक्साइड शुद्ध और सघन होता है, और इलेक्ट्रोड जैसे आंतरिक घटकों द्वारा कम जगह ली जाती है। एक क्षारीय कोशिका एक अम्लीय कोशिका की क्षमता का तीन से पाँच गुना तक प्रदान कर सकती है।
एक क्षारीय बैटरी की क्षमता एक समान आकार के लेकलेंच बैटरी या जिंक क्लोराइड बैटरी से अधिक होती है क्योंकि [[मैं]]गनीज डाइऑक्साइड शुद्ध और सघन होता है, और इलेक्ट्रोड जैसे आंतरिक घटकों द्वारा कम जगह ली जाती है। एक क्षारीय बैटरी एक अम्लीय बैटरी की क्षमता का तीन से पाँच गुना तक प्रदान कर सकती है।


एक क्षारीय बैटरी की क्षमता भार पर अत्यधिक निर्भर है। एक [[एए बैटरी]] के आकार की अल्कलाइन बैटरी की क्षमता 3000 mAh की कम निकासी पर हो सकती है, लेकिन 1 [[ एम्पेयर ]] के लोड पर, जो कि डिजिटल कैमरों के लिए सामान्य है, क्षमता 700 [[एम्पीयर घंटा]] जितनी कम हो सकती है।{{citation needed|reason=I could find a YouTube video explaining that alkaline battery capacity varies with load current, but this article needs a better source.|date=October 2022}} उपयोग के दौरान बैटरी का वोल्टेज तेजी से घटता है, इसलिए कुल प्रयोग करने योग्य क्षमता एप्लिकेशन के [[कटऑफ वोल्टेज]] पर निर्भर करती है।
एक क्षारीय बैटरी की क्षमता भार पर अत्यधिक निर्भर है। एक [[एए बैटरी]] के आकार की अल्कलाइन बैटरी की क्षमता 3000 mAh की प्रभावी क्षमता हो सकती है, लेकिन 1 [[ एम्पेयर |एम्पेयर]] के लोड पर, जो कि डिजिटल कैमरों के लिए सामान्य है, क्षमता 700 [[एम्पीयर घंटा]] जितनी कम हो सकती है।{{citation needed|reason=I could find a YouTube video explaining that alkaline battery capacity varies with load current, but this article needs a better source.|date=October 2022}} उपयोग के दौरान बैटरी का वोल्टेज तेजी से घटता है, इसलिए कुल प्रयोग करने योग्य क्षमता एप्लिकेशन के [[कटऑफ वोल्टेज]] पर निर्भर करती है।


लेकलेंच कोशिकाओं के विपरीत, क्षारीय कोशिका आंतरायिक या निरंतर प्रकाश भार पर लगभग उतनी ही क्षमता प्रदान करती है। भारी भार पर, आंतरायिक निर्वहन की तुलना में निरंतर निर्वहन पर क्षमता कम हो जाती है, लेकिन कमी Leclanche कोशिकाओं की तुलना में कम होती है।
लेकलेंच बैटरियों के विपरीत, क्षारीय बैटरी आंतरायिक या निरंतर प्रकाश भार पर लगभग उतनी ही क्षमता प्रदान करती है। भारी भार पर, आंतरायिक निर्वहन की तुलना में निरंतर निर्वहन पर क्षमता कम हो जाती है, लेकिन कमी लेकलेंच बैटरियों की तुलना में कम होती है।


== वोल्टेज ==
== वोल्टेज ==
निर्माता मानकों द्वारा स्थापित एक ताजा क्षारीय सेल का नाममात्र वोल्टेज 1.5 V है। एक नई क्षारीय बैटरी का वास्तविक शून्य-लोड वोल्टेज 1.50 से 1.65 V तक होता है, जो मैंगनीज डाइऑक्साइड की शुद्धता और जिंक ऑक्साइड की सामग्री पर निर्भर करता है। इलेक्ट्रोलाइट में। लोड पर दिया गया वोल्टेज कम हो जाता है क्योंकि वर्तमान खींचा जाता है और सेल डिस्चार्ज होता है। एक सेल को पूरी तरह से डिस्चार्ज माना जाता है जब वोल्टेज लगभग 1.0 V तक गिर जाता है। श्रृंखला में जुड़े सेल एक वोल्टेज उत्पन्न करते हैं जो प्रत्येक सेल के वोल्टेज का योग होता है (उदाहरण के लिए, तीन सेल नए होने पर लगभग 4.5 V उत्पन्न करेंगे)।<ref name=Linden02/>
निर्माता मानकों द्वारा स्थापित एक ताजा क्षारीय बैटरी का नाममात्र वोल्टेज 1.5 V है। एक नई क्षारीय बैटरी का वास्तविक शून्य-लोड वोल्टेज 1.50 से 1.65 V तक होता है, जो मैंगनीज डाइऑक्साइड की शुद्धता और जिंक ऑक्साइड की सामग्री के आधार पर होता है। विद्युत् अपघट्य में। एक लोड को दिया गया वोल्टेज कम हो जाता है क्योंकि विद्युत धारा में वृद्धि होती है और बैटरी के निर्वहन के रूप में। एक बैटरी को पूरी तरह से डिस्चार्ज माना जाता है जब वोल्टेज लगभग 1.0 V तक गिर जाता है। श्रृंखला में जुड़े बैटरी एक वोल्टेज उत्पन्न करते हैं जो प्रत्येक बैटरी के वोल्टेज का योग होता है (उदाहरण के लिए, तीन बैटरी लगभग 4.5 V उत्पन्न करेंगे जब नया होगा)।<ref name=Linden02/>


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{| class="wikitable"
|+ AA battery voltage vs capacity, at zero-load and 330&nbsp;mW load<ref>{{cite web |url= http://www.ti.com/lit/an/slva194/slva194.pdf |title= Single-cell Battery Discharge Characteristics Using the TPS61070 Boost Converter |author= SK Loo and Keith Keller |publisher= Texas Instruments |date= Aug 2004}}</ref>
|+ AA बैटरी वोल्टेज बनाम क्षमता, शून्य-लोड और 330 mW लोड पर<ref>{{cite web |url= http://www.ti.com/lit/an/slva194/slva194.pdf |title= Single-cell Battery Discharge Characteristics Using the TPS61070 Boost Converter |author= SK Loo and Keith Keller |publisher= Texas Instruments |date= Aug 2004}}</ref>
! Capacity
! क्षमता
|  100% ||  90% ||  80% ||  70% ||  60% ||  50% ||  40% ||  30% ||  20% ||  10% ||    0%
|  100% ||  90% ||  80% ||  70% ||  60% ||  50% ||  40% ||  30% ||  20% ||  10% ||    0%
|-
|-
! Zero-load
! शून्य लोड
| 1.59V || 1.44V || 1.38V || 1.34V || 1.32V || 1.30V || 1.28V || 1.26V || 1.23V || 1.20V || 1.10V
| 1.59V || 1.44V || 1.38V || 1.34V || 1.32V || 1.30V || 1.28V || 1.26V || 1.23V || 1.20V || 1.10V
|-
|-
! 330&nbsp;mW
! 330 mW
| 1.49V || 1.35V || 1.27V || 1.20V || 1.16V || 1.12V || 1.10V || 1.08V || 1.04V || 0.98V || 0.62V
| 1.49V || 1.35V || 1.27V || 1.20V || 1.16V || 1.12V || 1.10V || 1.08V || 1.04V || 0.98V || 0.62V
|}
|}




== वर्तमान ==
== विद्युत धारा ==
[[विद्युत प्रवाह]] की मात्रा एक क्षारीय बैटरी वितरित कर सकती है जो इसके भौतिक आकार के लगभग आनुपातिक है। यह आंतरिक प्रतिरोध घटने का परिणाम है क्योंकि सेल का आंतरिक सतह क्षेत्र बढ़ता है। अंगूठे का एक नियम यह है कि एए क्षारीय बैटरी बिना किसी महत्वपूर्ण ताप के 700 एमए वितरित कर सकती है। बड़ी कोशिकाएँ, जैसे C और D कोशिकाएँ, अधिक धारा प्रदान कर सकती हैं। शक्तिशाली पोर्टेबल ऑडियो उपकरण जैसे कई एम्पीयर की धाराओं की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों को बढ़े हुए भार को संभालने के लिए डी-आकार के सेल की आवश्यकता होती है।
एक क्षारीय बैटरी जितना [[विद्युत प्रवाह]] प्रदान कर सकती है, वह उसके भौतिक आकार के लगभग आनुपातिक है।यह आंतरिक प्रतिरोध में कमी का परिणाम है क्योंकि बैटरी की आंतरिक सतह का क्षेत्रफल बढ़ता है। अंगूठे का एक नियम यह है कि एक एए क्षारीय बैटरी बिना किसी महत्वपूर्ण हीटिंग के 700 एमए वितरित कर सकती है। सी और डी बैटरियों जैसी बड़ी बैटरीएं अधिक विद्युत धारा प्रदान कर सकती हैं। शक्तिशाली पोर्टेबल ऑडियो उपकरण जैसे कई एम्पीयर की धाराओं की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों को बढ़े हुए भार को संभालने के लिए डी-आकार की बैटरियों की आवश्यकता होती है।


इसकी तुलना में, [[ लिथियम धातु बैटरी ]] | लिथियम-आयरन और [[Ni-MH]] बैटरी मानक AA आकार पर आसानी से 2 amps संभाल सकती हैं।<ref>https://www.powerstream.com/AA-tests.htm</ref>
इसकी तुलना में, [[ लिथियम धातु बैटरी |लिथियम धातु बैटरी]] लिथियम-आयरन और [[Ni-MH]] बैटरी मानक AA आकार पर आसानी से 2 amps संभाल सकती हैं।<ref>https://www.powerstream.com/AA-tests.htm</ref>




== निर्माण ==
== निर्माण ==
[[File:Alkaline-battery-english.svg|thumb|क्षारीय बैटरी]]क्षारीय बैटरी मानक बेलनाकार रूपों में जस्ता-कार्बन बैटरी के साथ विनिमेय और बटन रूपों में निर्मित होती हैं। एक सच्ची बैटरी बनाने के लिए कई अलग-अलग सेल आपस में जुड़े हो सकते हैं, जैसे कि [[ नौ वोल्ट की बैटरी ]]|9-वोल्ट पीपी3-आकार की बैटरी।
[[File:Alkaline-battery-english.svg|thumb|क्षारीय बैटरी]]क्षारीय बैटरी मानक बेलनाकार रूपों में जस्ता-कार्बन बैटरी के साथ विनिमेय, और बटन रूपों में निर्मित होती हैं I एक वास्तविक "बैटरी" बनाने के लिए कई अलग-अलग बैटरी आपस में जुड़े हो सकते हैं, जैसे कि [[ नौ वोल्ट की बैटरी |नौ वोल्ट की बैटरी]] पीपी3-आकार की बैटरी होती हैं।


एक बेलनाकार सेल एक खींचे हुए [[स्टेनलेस स्टील]] कैन में समाहित है, जो [[कैथोड]] कनेक्शन है। सकारात्मक इलेक्ट्रोड मिश्रण कार्बन पाउडर के साथ मैंगनीज डाइऑक्साइड का एक संपीड़ित पेस्ट है जो चालकता में वृद्धि के लिए जोड़ा जाता है। पेस्ट को कैन में दबाया जा सकता है या प्री-मोल्डेड रिंग्स के रूप में जमा किया जा सकता है। कैथोड का खोखला केंद्र एक विभाजक के साथ पंक्तिबद्ध होता है, जो इलेक्ट्रोड सामग्री के संपर्क और सेल के शॉर्ट-सर्किट को रोकता है। विभाजक सेलूलोज़ या सिंथेटिक बहुलक की गैर-बुना परत से बना है। विभाजक को आयनों का संचालन करना चाहिए और अत्यधिक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट समाधान में स्थिर रहना चाहिए।
एक बेलनाकार बैटरी एक खींचे हुए [[स्टेनलेस स्टील]] कैन में निहित है, जो [[कैथोड]] कनेक्शन है। सकारात्मक इलेक्ट्रोड मिश्रण कार्बन पाउडर के साथ मैंगनीज डाइऑक्साइड का एक संपीड़ित पेस्ट होता है जो चालकता में वृद्धि के लिए जोड़ा जाता है। पेस्ट को कैन में दबाया जा सकता है या पूर्व-ढाले छल्ले के रूप में जमा किया जा सकता है। कैथोड के खोखले केंद्र को एक विभाजक के साथ पंक्तिबद्ध किया जाता है, जो इलेक्ट्रोड सामग्री के संपर्क और बैटरी के शॉर्ट-विद्युत धारा परिपथिंग को रोकता है। विभाजक बैटरीूलोज़ या सिंथेटिक बहुलक की गैर बुने हुए परत से बना है। सेपरेटर को आयनों का संचालन करना चाहिए और अत्यधिक क्षारीय विद्युत् अपघट्य समाधान में स्थिर रहना चाहिए।


नकारात्मक इलेक्ट्रोड पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड इलेक्ट्रोलाइट युक्त जेल में जिंक पाउडर के फैलाव से बना होता है। धातु के कैन की तुलना में जिंक पाउडर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करता है। यह सेल के आंतरिक प्रतिरोध को कम करता है। अपने जीवन के अंत में सेल के गैसिंग को रोकने के लिए, सभी जिंक के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए आवश्यकता से अधिक मैंगनीज डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, रिसाव प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए आमतौर पर प्लास्टिक से बना [[पाल बांधने की रस्सी]] जोड़ा जाता है।
नकारात्मक इलेक्ट्रोड पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड विद्युत् अपघट्य वाले जेल में जस्ता पाउडर के फैलाव से बना होता है। धातु के कैन की तुलना में जिंक पाउडर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करता है। इससे बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध कम हो जाता है। अपने जीवन के अंत में बैटरी के गैसिंग को रोकने के लिए, सभी जस्ता के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए आवश्यक से अधिक मैंगनीज डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, रिसाव प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए सामान्य रूप से प्लास्टिक से बना [[पाल बांधने की रस्सी]] जोड़ा जाता है।


सेल को फिर [[ अल्युमीनियम ]] पन्नी, एक प्लास्टिक की फिल्म, या शायद ही कभी, कार्डबोर्ड में लपेटा जाता है, जो रिसाव संरक्षण की अंतिम परत के रूप में कार्य करता है और साथ ही एक सतह प्रदान करता है जिस पर लोगो और लेबल मुद्रित किए जा सकते हैं।
बैटरी को फिर [[ अल्युमीनियम |अल्युमीनियम]] पन्नी, एक प्लास्टिक की फिल्म, या शायद ही कभी, कार्डबोर्ड में लपेटा जाता है, जो रिसाव संरक्षण की अंतिम परत के रूप में कार्य करता है और साथ ही एक सतह प्रदान करता है जिस पर लोगो और लेबल मुद्रित किए जा सकते हैं।


बैटरी आकार की सूची का वर्णन करते समय | एएए, एए, सी, उप-सी और डी आकार की कोशिकाओं, नकारात्मक इलेक्ट्रोड फ्लैट अंत से जुड़ा होता है, और सकारात्मक टर्मिनल उठाए गए बटन के साथ अंत होता है। यह आमतौर पर बटन कोशिकाओं में उलटा होता है, जिसमें फ्लैट-एंडेड बेलनाकार सकारात्मक टर्मिनल हो सकता है।
बैटरी आकार की सूची का वर्णन करते समय | एएए, एए, सी, उप-सी और डी आकार की बैटरियों, नकारात्मक इलेक्ट्रोड फ्लैट अंत से जुड़ा होता है, और सकारात्मक टर्मिनल उठाए गए बटन के साथ अंत होता है। यह सामान्यतः बटन बैटरियों में उलटा होता है, जिसमें फ्लैट-एंडेड बेलनाकार सकारात्मक टर्मिनल हो सकता है।


== क्षारीय बैटरी का रिचार्जिंग ==
== क्षारीय बैटरी का रिचार्जिंग ==
{{Main|Rechargeable alkaline battery}}
{{Main|रिचार्जेबल क्षारीय बैटरी}}


कुछ क्षारीय बैटरी को कुछ बार रिचार्ज करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और उन्हें [[रिचार्जेबल क्षारीय बैटरी]] के रूप में वर्णित किया गया है। मानक क्षारीय बैटरियों को रिचार्ज करने के प्रयासों से टूटना हो सकता है, या खतरनाक तरल पदार्थों का रिसाव हो सकता है जो उपकरण को खराब कर देगा। हालाँकि, यह बताया गया है कि मानक क्षारीय बैटरियों को अक्सर कुछ बार (आमतौर पर दस से अधिक नहीं) रिचार्ज किया जा सकता है, यद्यपि प्रत्येक चार्ज के बाद कम क्षमता के साथ; चार्जर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं। यूके उपभोक्ता संगठन कौन सा? रिपोर्ट में बताया गया है कि इसने [[एनर्जाइज़र]] एल्कलाइन बैटरी वाले दो ऐसे चार्जर का परीक्षण किया, जिसमें पाया गया कि बैटरी की क्षमता दो चक्रों के बाद (बिना यह बताए कि वे रिचार्ज करने से पहले कितने कम थे) दो बार रिचार्ज करने के बाद, भारी विविधताओं के साथ, अपने मूल मूल्य के औसतन 10% तक गिर गई।<ref>{{cite web |url=https://www.which.co.uk/reviews/rechargeable-batteries/article/battery-chargers-what-you-need-to-know |title=बैटरी चार्जर - आपको क्या पता होना चाहिए|website=[[Which?]]|date=February 2016  |author=Ryan Shaw |access-date= 20 May 2019}}</ref>
कुछ क्षारीय बैटरी को कुछ ही समय रिचार्ज करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और उन्हें [[रिचार्जेबल क्षारीय बैटरी]] के रूप में वर्णित किया गया है। मानक क्षारीय बैटरियों को रिचार्ज करने के प्रयासों से टूट-फूट हो सकती है, या खतरनाक तरल पदार्थों का रिसाव हो सकता है जो उपकरण को खराब कर देगा। हालाँकि, यह बताया गया है कि मानक क्षारीय बैटरियों को अक्सर कुछ बार (सामान्य रूप से दस से अधिक नहीं) रिचार्ज किया जा सकता है,हालांकि प्रत्येक चार्ज के बाद कम क्षमता के साथ; चार्जर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं।ब्रिटेन के उपभोक्ता संगठन कौन है? हर िपोर्ट में बताया गया है कि इसने [[एनर्जाइज़र]] एल्कलाइन बैटरी वाले दो ऐसे चार्जर का परीक्षण किया, जिसमें पाया गया कि बैटरी की क्षमता दो चक्रों के बाद (बिना यह बताए कि वे रिचार्ज करने से पहले कितने कम थे) दो बार रिचार्ज करने के बाद, भारी विविधताओं के साथ, अपने मूल मूल्य के औसतन 10% तक गिर गई।<ref>{{cite web |url=https://www.which.co.uk/reviews/rechargeable-batteries/article/battery-chargers-what-you-need-to-know |title=बैटरी चार्जर - आपको क्या पता होना चाहिए|website=[[Which?]]|date=February 2016  |author=Ryan Shaw |access-date= 20 May 2019}}</ref>
2017 में गौतम जी. यादव ने रिपोर्ट प्रकाशित की थी कि मैंगनीज डाइऑक्साइड की सैद्धांतिक दूसरी इलेक्ट्रॉन क्षमता के कारण तांबे के आयनों के साथ इंटरलेइंग करके बनाई गई क्षारीय बैटरी को 6,000 से अधिक चक्रों के लिए रिचार्ज किया जा सकता है।{{Clarify|date=May 2019}}<ref name="Yadav">{{cite journal|last1=Yadav|first1=G.G.|year=2017|title=Regenerable Cu-intercalated MnO2 layered cathode for highly cyclable energy dense batteries|journal=Nature Communications|volume=8|pages=14424|bibcode=2017NatCo...814424Y|doi=10.1038/ncomms14424|pmid=28262697|pmc=5343464}}</ref><ref name="pubs.rsc.org">{{cite journal|last1=Yadav|first1=Gautam|date=2017|title=A conversion-based highly energy dense Cu2+ intercalated Bi-birnessite/Zn alkaline battery|journal=Journal of Materials Chemistry A|volume=5|issue=30|page=15845|doi=10.1039/C7TA05347A}}</ref> कॉपर इंटरकलेटेड मैंगनीज डाइऑक्साइड के साथ इन रिचार्जेबल बैटरियों की ऊर्जा घनत्व 160Wh/L से अधिक होने की सूचना है, जो जलीय-आधारित रसायन विज्ञान में सबसे अच्छा है।<ref name="pubs.rsc.org" />यदि बैटरियों में जिंक के उपयोग में सुधार किया जाता है तो यह लिथियम-आयन (> 250Wh/L) की तुलना में ऊर्जा घनत्व के लिए सक्षम हो सकता है।<ref name="Yadav" />
2017 में गौतम जी. यादव ने कागजात प्रकाशित किए थे जिसमें बताया गया था कि मैंगनीज डाइऑक्साइड की सैद्धांतिक दूसरी इलेक्ट्रॉन क्षमता के कारण तांबे के आयनों के साथ इंटरलेविंग द्वारा बनाई गई क्षारीय बैटरी को 6,000 से अधिक चक्रों के लिए रिचार्ज किया जा सकता है।{{Clarify|date=May 2019}}<ref name="Yadav">{{cite journal|last1=Yadav|first1=G.G.|year=2017|title=Regenerable Cu-intercalated MnO2 layered cathode for highly cyclable energy dense batteries|journal=Nature Communications|volume=8|pages=14424|bibcode=2017NatCo...814424Y|doi=10.1038/ncomms14424|pmid=28262697|pmc=5343464}}</ref><ref name="pubs.rsc.org">{{cite journal|last1=Yadav|first1=Gautam|date=2017|title=A conversion-based highly energy dense Cu2+ intercalated Bi-birnessite/Zn alkaline battery|journal=Journal of Materials Chemistry A|volume=5|issue=30|page=15845|doi=10.1039/C7TA05347A}}</ref> ऊर्जा कॉपर इंटरकेलेटेड मैंगनीज डाइऑक्साइड के साथ इन रिचार्जेबल बैटरियों का घनत्व 160Wh/L से अधिक होने की सूचना है, जो जलीय-आधारित रसायन विज्ञान में सबसे अच्छा है।<ref name="pubs.rsc.org" />यदि बैटरियों में जिंक के उपयोग में सुधार किया जाता है तो यह लिथियम-आयन (> 250Wh/L) के बराबर ऊर्जा घनत्व के लिए सक्षम हो सकता है।<ref name="Yadav" />




== लीक ==
== रिसाव ==
[[File:Alkaline Battery Leakage Inside a Product.png|thumb|एक क्षारीय बैटरी के अंदर पोटेशियम यौगिक का रिसाव]]क्षारीय बैटरियों से पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड का रिसाव होने का खतरा होता है, यह एक कास्टिक एजेंट है जो श्वसन, आंख और त्वचा में जलन पैदा कर सकता है।<ref group=note>This alkali particularly attacks aluminium, a common material for [[flashlight]]s, which can be damaged by leaking alkaline batteries.</ref> डिस्पोजेबल क्षारीय कोशिकाओं को रिचार्ज करने का प्रयास न करके, एक ही डिवाइस में विभिन्न बैटरी प्रकारों को न मिलाकर, एक ही समय में सभी बैटरियों को बदलकर, एक सूखी जगह और कमरे के तापमान पर बैटरियों को स्टोर करके इसके जोखिम को कम किया जा सकता है। और उपकरणों के भंडारण के लिए बैटरी निकालकर।
[[File:Alkaline Battery Leakage Inside a Product.png|thumb|एक क्षारीय बैटरी के अंदर पोटेशियम यौगिक का रिसाव]]क्षारीय बैटरियों में पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के रिसाव का खतरा होता है, जो एक कास्टिक एजेंट है जो श्वसन, आंख और त्वचा में जलन पैदा कर सकता है।<ref group="note">This alkali particularly attacks aluminium, a common material for [[flashlight]]s, which can be damaged by leaking alkaline batteries.</ref> एक ही उपकरण, एक ही समय में सभी बैटरियों को बदलकर, बैटरियों को एक शुष्क जगह और कमरे के तापमान पर स्टोर करके, और उपकरणों के भंडारण के लिए बैटरियों को हटाकर सभी बैटरियां धीरे-धीरे स्व-निर्वहन करती हैं (चाहे डिवाइस में स्थापित हो या नहीं) और मृत बैटरियां अंततः रिसाव करेंगी। अत्यधिक उच्च तापमान भी बैटरी के फटने और रिसाव का कारण बन सकता है (जैसे कि गर्मियों के दौरान कार में) और साथ ही बैटरी की शेल्फ लाइफ को कम कर सकता है।


सभी बैटरी धीरे-धीरे स्व-निर्वहन (चाहे डिवाइस में स्थापित हो या नहीं) और मृत बैटरी अंततः लीक हो जाएगी। अत्यधिक उच्च तापमान भी बैटरी के फटने और रिसाव का कारण बन सकता है (जैसे कि गर्मियों के दौरान कार में) और साथ ही बैटरी की शेल्फ लाइफ कम हो जाती है।
रिसाव का कारण यह है कि जैसे-जैसे बैटरी डिस्चार्ज होती है - या तो उपयोग या धीरे-धीरे स्व-डिस्चार्ज के माध्यम से - बैटरियों का रसायन बदल जाता है और कुछ हाइड्रोजन गैस उत्पन्न होती है। इस आउट-गैसिंग से बैटरी में दबाव बढ़ जाता है। आखिरकार, अतिरिक्त दबाव या तो बैटरी के अंत में इन्सुलेट सील, या बाहरी धातु कनस्तर, या दोनों को तोड़ देता है। इसके अलावा, बैटरी की उम्र बढ़ने के साथ, इसके स्टील के बाहरी कनस्तर में धीरे-धीरे जंग लग सकता है या जंग लग सकता है, जो रोकथाम की विफलता में योगदान कर सकता है।


रिसाव का कारण यह है कि बैटरी के निर्वहन के रूप में - या तो उपयोग या धीरे-धीरे स्व-निर्वहन के माध्यम से - कोशिकाओं का रसायन विज्ञान बदल जाता है और कुछ हाइड्रोजन गैस उत्पन्न होती है। यह आउट-गैसिंग बैटरी में दबाव बढ़ाता है। आखिरकार, अतिरिक्त दबाव या तो बैटरी के अंत में इंसुलेटिंग सील, या बाहरी धातु कनस्तर, या दोनों को तोड़ देता है। इसके अलावा, बैटरी की उम्र के रूप में, इसकी स्टील बाहरी कनस्तर धीरे-धीरे खराब हो सकती है या जंग लग सकती है, जो रोकथाम विफलता में और योगदान दे सकती है।
एक बार बाहरी स्टील के खोल के क्षरण के कारण रिसाव हो जाने के बाद, [[पोटेशियम कार्बोनेट]] (हाइड्रॉक्साइड) की एक पंखदार क्रिस्टलीय संरचना बनाने के लिए हवा से [[ कार्बन डाईऑक्साइड |कार्बन डाईऑक्साइड]] को अवशोषित करता है जो समय के साथ बैटरी से बढ़ता और फैलता है, धातु इलेक्ट्रोड के साथ विद्युत धारा परिपथ बोर्डों पर जाता है जहां यह तांबे की पटरियों और अन्य घटकों का ऑक्सीकरण प्रारम्भ कर देता है, जिससे विद्युत धारा परिपथ को स्थायी नुकसान होता है।


एक बार बाहरी स्टील के खोल के क्षरण के कारण रिसाव हो जाने के बाद, पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड [[पोटेशियम कार्बोनेट]] की एक पंखदार क्रिस्टलीय संरचना बनाने के लिए हवा से [[ कार्बन डाईऑक्साइड ]] को अवशोषित करता है जो समय के साथ बैटरी से बढ़ता और फैलता है, धातु इलेक्ट्रोड के साथ सर्किट बोर्डों के लिए जहां यह तांबे की पटरियों और अन्य घटकों का ऑक्सीकरण शुरू करता है, जिससे स्थायी सर्किटरी क्षति होती है।
डिवाइस के बाहर एक प्यारे कोटिंग बनाने के लिए बैटरी कवर के आसपास की सीम से रिसाव क्रिस्टलीय वृद्धि भी निकल सकती है, जो रिसाविंग डिवाइस के संपर्क में किसी भी वस्तु को संक्षारित करती है।कई बैटरी की आवश्यकता वाले उपकरणों के लिए सदैव एक ही प्रकार और बैटरी के ब्रांड का उपयोग करें। अल्कलाइन, रिसाइकिल करने योग्य, और लिथियम बैटरी को मिलाने से - या यहां तक कि विभिन्न ब्रांडों की एक ही तरह की बैटरी - परिणाम में जो भी बैटरी सबसे मजबूत होती है, वह तेजी से डिस्चार्ज होती है, जिससे बैटरी रिसाव होने की संभावना बढ़ जाती है।
 
डिवाइस के बाहर एक प्यारे कोटिंग बनाने के लिए बैटरी कवर के आसपास की सीम से लीक क्रिस्टलीय वृद्धि भी निकल सकती है, जो लीकिंग डिवाइस के संपर्क में आने वाली किसी भी वस्तु को जंग लगाती है।


== निस्तारण ==
== निस्तारण ==
चूंकि क्षारीय बैटरियों को 1996 से कम पारा के साथ बनाया गया था, क्षारीय बैटरियों को कुछ स्थानों पर नियमित घरेलू कचरे के रूप में निपटाने की अनुमति है। हालाँकि, पारे के साथ पुरानी क्षारीय बैटरियाँ, और शेष अन्य [[भारी धातु (रसायन विज्ञान)]] और सभी बैटरियों (नई और पुरानी) में संक्षारक रसायन, अभी भी निपटान के लिए समस्याएँ पेश करते हैं - विशेष रूप से लैंडफिल में।<ref>{{cite web|last=Environmental Services Department|title=बैटरी पुनर्चक्रण|url=http://www.sandiego.gov/environmental-services/ep/hazardous/battrecycle.shtml|publisher=City of San Diego|access-date=5 September 2012}}</ref><ref>{{cite web|last=Raw Materials Company |title=अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों|url=http://www.rawmaterials.com/faq/ |access-date=5 September 2012 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20121006054936/http://www.rawmaterials.com/faq/ |archive-date=6 October 2012 }}</ref> घरेलू कचरे से सभी को बाहर करके बैटरियों के निपटान को सरल बनाने का भी मुद्दा है, ताकि सबसे जहरीली बैटरियों को सामान्य अपशिष्ट धाराओं से अलग किया जा सके।
चूंकि क्षारीय बैटरियों को 1996 से कम पारा के साथ बनाया गया था, इसलिए कुछ स्थानों पर क्षारीय बैटरियों को नियमित घरेलू कचरे के रूप में निपटाने की अनुमति है। हालांकि, पारे के साथ पुरानी क्षारीय बैटरियां, और सभी बैटरियों (नई और पुरानी) में शेष अन्य [[भारी धातु (रसायन विज्ञान)]] और संक्षारक रसायन, अभी भी निपटान के लिए समस्या पेश करते हैं -विशेष रूप से लैंडफिल में।<ref>{{cite web|last=Environmental Services Department|title=बैटरी पुनर्चक्रण|url=http://www.sandiego.gov/environmental-services/ep/hazardous/battrecycle.shtml|publisher=City of San Diego|access-date=5 September 2012}}</ref><ref>{{cite web|last=Raw Materials Company |title=अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों|url=http://www.rawmaterials.com/faq/ |access-date=5 September 2012 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20121006054936/http://www.rawmaterials.com/faq/ |archive-date=6 October 2012 }}</ref> घरेलू कचरे से सभी को बाहर करके बैटरियों के निपटान को सरल बनाने का भी मुद्दा है, ताकि सबसे जहरीली बैटरियों को सामान्य अपशिष्ट धाराओं से अलग किया जा सके।


निपटान क्षेत्राधिकार से भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, [[कैलिफोर्निया]] राज्य सभी बैटरियों को त्यागने पर खतरनाक अपशिष्ट मानता है, और घरेलू कचरे में बैटरियों के निपटान पर प्रतिबंध लगा दिया है।<ref>{{cite web|title=बैटरियों|url=http://www.calrecycle.ca.gov/ReduceWaste/बैटरियों/|work=Waste Prevention Information Exchange of ion due to graphite |publisher=California Department of Resources Recycling and Recovery (CalRecycle)|access-date=5 September 2012}}</ref> यूरोप में, बैटरी के निपटान को [[अपशिष्ट विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण निर्देश]] और [[बैटरी निर्देश]] नियमों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और इस तरह क्षारीय बैटरी को घरेलू कचरे के साथ नहीं फेंकना चाहिए। यूरोपीय संघ में, बैटरी बेचने वाले अधिकांश स्टोरों को रीसाइक्लिंग के लिए पुरानी बैटरी को स्वीकार करने के लिए कानून की आवश्यकता होती है।
निपटान अधिकार क्षेत्र के अनुसार भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, [[कैलिफोर्निया]] राज्य सभी बैटरियों को फेंके जाने पर उन्हें खतरनाक अपशिष्ट मानता है, और घरेलू कचरे में बैटरियों के निपटान पर प्रतिबंध लगा दिया है।<ref>{{cite web|title=बैटरियों|url=http://www.calrecycle.ca.gov/ReduceWaste/बैटरियों/|work=Waste Prevention Information Exchange of ion due to graphite |publisher=California Department of Resources Recycling and Recovery (CalRecycle)|access-date=5 September 2012}}</ref> यूरोप में, बैटरी के निपटान को [[अपशिष्ट विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण निर्देश]] और [[बैटरी निर्देश]] नियमों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और इस तरह क्षारीय बैटरी को घरेलू कचरे के साथ नहीं फेंकना चाहिए। यूरोपीय संघ में, बैटरी बेचने वाले अधिकांश स्टोरों को पुनर्चक्रण के लिए पुरानी बैटरी को स्वीकार करने के लिए कानून की आवश्यकता होती है।


=== पुनर्चक्रण ===
=== पुनर्चक्रण ===
डिस्पोजेबल बैटरी का उपयोग हर साल 5-6% बढ़ जाता है। अतीत में, उपयोग की गई बैटरियां लैंडफिल साइटों पर समाप्त हो जाती थीं, लेकिन 2004 में, लैंडफिल साइटों पर क्षारीय बैटरियों का निपटान यूरोपीय संघ के नियमों द्वारा प्रतिबंधित कर दिया गया था। यूरोपीय संघ के सदस्य देश 2016 तक 50% क्षारीय बैटरी को पुनर्चक्रित करने के लिए प्रतिबद्ध हैं। इस प्रकार पुनर्चक्रण की आवश्यकता प्रति वर्ष 125,000 टन है। क्षारीय बैटरी का हिस्सा पूरे का लगभग 80% है।{{citation needed|reason=No evidence for any claim in this paragraph|date=September 2017}}
डिस्पोजेबल बैटरी का उपयोग हर साल 5-6% बढ़ जाता है। अतीत में, उपयोग की गई बैटरियां लैंडफिल साइटों पर समाप्त हो जाती थीं, लेकिन 2004 में, लैंडफिल साइटों पर क्षारीय बैटरियों का निपटान यूरोपीय संघ के नियमों द्वारा प्रतिबंधित कर दिया गया था। यूरोपीय संघ के सदस्य देश 2016 तक 50% क्षारीय बैटरी को पुनर्चक्रित करने के लिए प्रतिबद्ध हैं।इस प्रकार प्रति वर्ष 125,000 टन पुनर्चक्रण की आवश्यकता है। कुल बैटरी का लगभग 80% एल्कलाइन बैटरी का हिस्सा है।{{citation needed|reason=No evidence for any claim in this paragraph|date=September 2017}}


अमेरिका में, केवल एक राज्य, कैलिफ़ोर्निया में, सभी क्षारीय बैटरियों को पुनर्चक्रित करने की आवश्यकता होती है। [[वरमोंट]] में एक राज्यव्यापी क्षारीय बैटरी संग्रह कार्यक्रम भी है।<ref>{{Cite web | url=https://www.duracell.com/en-us/technology/battery-care-use-and-disposal/ | title=Battery Care, Use and Disposal {{pipe}} Duracell Batteries}}</ref> अन्य अमेरिकी राज्यों में, व्यक्ति बैटरी पुनर्चक्रण किट खरीद सकते हैं जिसका उपयोग पुनर्चक्रणकर्ताओं को बैटरी भेजने के लिए किया जाता है। आईकेईए जैसे कुछ स्टोर रीसाइक्लिंग के लिए क्षारीय बैटरी भी एकत्र करते हैं। हालांकि, कुछ चेन स्टोर जो बैटरी रीसाइक्लिंग (जैसे बेस्ट बाय) का विज्ञापन करते हैं, केवल रिचार्जेबल बैटरी स्वीकार करते हैं और आम तौर पर क्षारीय बैटरी स्वीकार नहीं करते हैं।<ref>{{Cite news|url=https://recyclenation.com/2014/03/recycle-alkaline-batteries/|title=क्षारीय बैटरियों को कैसे रीसायकल करें|last=RecycleNation|date=2014-03-18|work=RecycleNation|access-date=2018-06-09|language=en-US}}</ref>
अमेरिका में, केवल एक राज्य, कैलिफ़ोर्निया में, सभी क्षारीय बैटरियों को पुनर्चक्रित करने की आवश्यकता होती है। [[वरमोंट]] में एक राज्यव्यापी क्षारीय बैटरी संग्रह कार्यक्रम भी है।<ref>{{Cite web | url=https://www.duracell.com/en-us/technology/battery-care-use-and-disposal/ | title=Battery Care, Use and Disposal {{pipe}} Duracell Batteries}}</ref> अन्य अमेरिकी राज्यों में, व्यक्ति बैटरी पुनर्चक्रण किट खरीद सकते हैं जिसका उपयोग बैटरी को पुनर्चक्रण करने वालों को भेजने के लिए किया जाता है। आईकेईए जैसे कुछ स्टोर पुनर्चक्रण के लिए क्षारीय बैटरी भी एकत्र करते हैं। हालांकि, कुछ चेन स्टोर जो बैटरी पुनर्चक्रण (जैसे बेस्ट बाय) का विज्ञापन करते हैं, केवल रिचार्जेबल बैटरी स्वीकार करते हैं और सामान्य रूप से क्षारीय बैटरी स्वीकार नहीं करते हैं।<ref>{{Cite news|url=https://recyclenation.com/2014/03/recycle-alkaline-batteries/|title=क्षारीय बैटरियों को कैसे रीसायकल करें|last=RecycleNation|date=2014-03-18|work=RecycleNation|access-date=2018-06-09|language=en-US}}</ref>
रीसाइक्लिंग के लिए, कुचल क्षारीय बैटरी से धातुओं को यांत्रिक रूप से अलग किया जाता है, और जिंक, मैंगनीज डाइऑक्साइड और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड को अलग करने के लिए अपशिष्ट काले द्रव्यमान का रासायनिक उपचार किया जाता है।
रीसाइक्लिंग के लिए, कुशल क्षारीय बैटरी से धातुओं को यांत्रिक रूप से अलग किया जाता है, और जिंक, मैंगनीज डाइऑक्साइड और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड को अलग करने के लिए अपशिष्ट काले द्रव्यमान को रासायनिक रूप से संसाधित किया जाता है।


== यह भी देखें ==
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* [[बैटरी का इतिहास]]
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==बाहरी संबंध==
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* [https://web.archive.org/web/20060312193002/http://www.alliedelec.com/Images/Products/Datasheets/BM/DURACELL/Duracell_Power-Products_7370520.pdf Alkaline Material Safety Data for Duracell Alkaline Batteries]
* [http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/electricity/batteries/alkaline.html Alkaline Batteries]
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* [http://www.batteryholders.org/alkaline_batteries.shtml Brand Neutral Alkaline Battery Specifications Based on ANSI Standards]
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Latest revision as of 10:00, 10 May 2023

क्षारीय बैटरी
Alkali battery 5.jpg
क्षारीय बैटरी के आकार की तुलना (बाएं से दाएं): सी, एए, एएए, एन, PP3 (9-वोल्ट)।
Self-discharge rate<0.3%/month
Time durability5–10 years
Nominal cell voltage1.5 V

क्षारीय बैटरी (IEC कोड: L) एक प्रकार की प्राथमिक बैटरी (बैटरी) होती है जहाँ विद्युत् अपघट्य (सामान्य रूप से पोटेशियम हाइड्रोक्साइड) का पीएच मान 7 से ऊपर होता है। सामान्य रूप से ये बैटरी (जिंक धातु) जस्ता और मैंगनीज डाइऑक्साइड, निकल, हाइड्रोजन और कैडमियम के बीच प्रतिक्रिया से ऊर्जा प्राप्त करती हैं।

लेकलेंच बैटरी या जिंक क्लोराइड प्रकार की जिंक-कार्बन बैटरी जिंक-कार्बन बैटरियों की की तुलना में, क्षारीय बैटरियों में उच्च ऊर्जा घनत्व और लंबी शेल्फ जीवन होती है, फिर भी समान वोल्टेज प्रदान करती है।

इसे क्षारीय बैटरी को यह नाम इसलिए गया क्योंकि इसमें अम्लीय अमोनियम क्लोराइड (NH4Cl) या जिंक क्लोराइड (ZnCl2) जिंक-कार्बन बैटरी के विद्युत् अपघट्य के बजाय पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) का क्षारीय विद्युत् अपघट्य होता है। अन्य बैटरी प्रणालियाँ भी क्षारीय विद्युत् अपघट्य्स का उपयोग करती हैं, लेकिन वे इलेक्ट्रोड के लिए विभिन्न सक्रिय सामग्रियों का उपयोग करती हैं। सकारात्मक इलेक्ट्रोड में कुशल मैंगनीज डाइऑक्साइड सम्मिलित होता है जिसमें कुछ कार्बन मिश्रित होता है। नकारात्मक ध्रुव एक जस्ता छड़ था। कैथोड को बर्तन में पैक किया गया था, और विद्युत धारा संग्राहक के रूप में कार्य करने के लिए एक कार्बन रॉड डाली गई थी। फिर एनोड या जिंक रॉड और बर्तन को अमोनियम क्लोराइड के घोल में डुबोया गया।

क्षारीय बैटरी अमेरिका में निर्मित बैटरी का 80% हिस्सा है और दुनिया भर में 10 बिलियन से अधिक व्यक्तिगत इकाइयों का उत्पादन करती है। जापान में, सभी प्राथमिक बैटरी बिक्री में क्षारीय बैटरी का हिस्सा 46% है। स्विट्ज़रलैंड में, क्षारीय बैटरी 68%, ब्रिटेन में 60% और यूरोपीय संघ में माध्यमिक प्रकार सहित सभी बैटरी की बिक्री का 47% है।[1][2][3][4][5] क्षारीय बैटरी में जिंक (Zn) और मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO2) (स्वास्थ्य कोड 1) होते हैं, जो एक संचयी न्यूरोटॉक्सिन है और उच्च सांद्रता में विषाक्त हो सकता है। हालांकि, अन्य बैटरी प्रकारों की तुलना में, क्षारीय बैटरी की विषाक्तता मध्यम होती है।[6] एमपी 3 प्लेयर, सीडी प्लेयर, डिजिटल कैमरा, खिलौने, टॉर्च और रेडियो रिसीवर जैसे कई घरेलू सामानों में क्षारीय बैटरी का उपयोग किया जाता है।

इतिहास

See also: बैटरी का इतिहास

अल्कलाइन (एसिड के बजाय) विद्युत् अपघट्य वाली बैटरियों को पहली बार 1899 में वाल्डेमार जुंगनर द्वारा विकसित किया गया था, और स्वतंत्र रूप से काम करते हुए, 1901 में थॉमस एडीसन ने काम किया था। एक्सीडे ब्रांड के तहत निर्मित निकेल-लौह बैटरी, मूल रूप से 1901 में थॉमस एडिसन द्वारा विकसित पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड विद्युत् अपघट्य का उपयोग किया गया था।

आधुनिक क्षारीय शुष्क बैटरी, जस्ता/मैंगनीज डाइऑक्साइड रसायन विज्ञान का उपयोग करते हुए, कनाडा के इंजीनियर लुईस यूरी द्वारा आविष्कार किया गया था। 1950 के दशक में कनाडा में क्लीवलैंड, ओएच में यूनियन कार्बाइड के एवरेडी बैटरी डिवीजन के लिए काम करना प्रारम्भ करने से पहले, एडिसन द्वारा पहले के काम पर निर्माण किया था।[7][8] 9 अक्टूबर, 1957 को उरी, कार्ल कोर्डेश और पी.ए. मार्सल ने क्षारीय बैटरी के लिए अमेरिकी पेटेंट (2,960,558) दायर किया। इसे 1960 में प्रदान किया गया था और इसे यूनियन कार्बाइड कॉर्पोरेशन को सौंपा गया था।[9] जब 1960 के दशक के अंत में क्षारीय बैटरियों को पेश किया गया था, तो उनके जस्ता इलेक्ट्रोड (तत्कालीन सर्वव्यापी कार्बन-जस्ता बैटरियों के साथ) में पारा (तत्व) अमलगम (रसायन विज्ञान) की एक सतह फिल्म थी। आधुनिक क्षारीय बैटरी में अभी भी जस्ता नकारात्मक इलेक्ट्रोड और सकारात्मक मैंगनीज डाइऑक्साइड हैं। बेलनाकार बैटरियों का प्रदर्शन उपकरण की ऊर्जा मांग पर निर्भर करता है। इसलिए हमें उन्हें संगत, कम मांग वाले उपकरणों में सबसे अच्छा उपयोग करना चाहिए।इसका उद्देश्य जिंक (जस्ता) में अशुद्धियों पर विद्युत अपघटनी क्रिया को नियंत्रित करना था; कि अवांछित विद्युत् अपघट्यिक क्रिया शेल्फ जीवन को कम करेगी और रिसाव को बढ़ावा देगी। जब विभिन्न विधायिकाओं द्वारा पारे की मात्रा में कमी को अनिवार्य किया गया, तो जस्ता की शुद्धता और स्थिरता में काफी सुधार करना आवश्यक हो गया।[10]


रसायन विज्ञान

एक क्षारीय बैटरी में, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड जस्ता होता है और सकारात्मक इलेक्ट्रोड मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO2) होता है। प्रतिक्रिया के दौरान पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) के क्षारीयता विद्युत् अपघट्य का अपचयन नहीं किया जाता है (इसे पुनर्जीवित किया जाता है), केवल जिंक और MnO2 का अपचयन डिस्चार्ज के दौरान किया जाता है। पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के क्षारीय विद्युत् अपघट्य की सांद्रता स्थिर रहती है, क्योंकि इलेक्ट्रोड पर होने वाली दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में समान मात्रा में OH- आयनों का अपचयन और उत्पादन किया जाता है।

दो अर्ध-प्रतिक्रियाएं हैं:

एनोड (ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया), नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रोड क्योंकि बैटरी में रिडक्टेंट से e− स्वीकार करना:
Zn(s) + 2 OH−(aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2 e−                      (E°ox = +1.28 V)
कैथोड (अपचयन अभिक्रिया), धनावेशित इलेक्ट्रोड देने के कारण  e− बैटरी में ऑक्सीकारक के लिए:
2 MnO2(s) + 2 H2O(l) + 2 e− → 2 MnOOH (s) + 2 OH−(aq)  

समग्र प्रतिक्रिया (एनोडिक और कैथोडिक प्रतिक्रियाओं का योग) है:

Zn(s) + 2 MnO2(s) ⇌ ZnO(s) + Mn2O3(s)                            (E°cell = E°ox + E°red = nominally +1.5 V)

क्षमता

एक क्षारीय बैटरी की क्षमता एक समान आकार के लेकलेंच बैटरी या जिंक क्लोराइड बैटरी से अधिक होती है क्योंकि मैंगनीज डाइऑक्साइड शुद्ध और सघन होता है, और इलेक्ट्रोड जैसे आंतरिक घटकों द्वारा कम जगह ली जाती है। एक क्षारीय बैटरी एक अम्लीय बैटरी की क्षमता का तीन से पाँच गुना तक प्रदान कर सकती है।

एक क्षारीय बैटरी की क्षमता भार पर अत्यधिक निर्भर है। एक एए बैटरी के आकार की अल्कलाइन बैटरी की क्षमता 3000 mAh की प्रभावी क्षमता हो सकती है, लेकिन 1 एम्पेयर के लोड पर, जो कि डिजिटल कैमरों के लिए सामान्य है, क्षमता 700 एम्पीयर घंटा जितनी कम हो सकती है।[citation needed] उपयोग के दौरान बैटरी का वोल्टेज तेजी से घटता है, इसलिए कुल प्रयोग करने योग्य क्षमता एप्लिकेशन के कटऑफ वोल्टेज पर निर्भर करती है।

लेकलेंच बैटरियों के विपरीत, क्षारीय बैटरी आंतरायिक या निरंतर प्रकाश भार पर लगभग उतनी ही क्षमता प्रदान करती है। भारी भार पर, आंतरायिक निर्वहन की तुलना में निरंतर निर्वहन पर क्षमता कम हो जाती है, लेकिन कमी लेकलेंच बैटरियों की तुलना में कम होती है।

वोल्टेज

निर्माता मानकों द्वारा स्थापित एक ताजा क्षारीय बैटरी का नाममात्र वोल्टेज 1.5 V है। एक नई क्षारीय बैटरी का वास्तविक शून्य-लोड वोल्टेज 1.50 से 1.65 V तक होता है, जो मैंगनीज डाइऑक्साइड की शुद्धता और जिंक ऑक्साइड की सामग्री के आधार पर होता है। विद्युत् अपघट्य में। एक लोड को दिया गया वोल्टेज कम हो जाता है क्योंकि विद्युत धारा में वृद्धि होती है और बैटरी के निर्वहन के रूप में। एक बैटरी को पूरी तरह से डिस्चार्ज माना जाता है जब वोल्टेज लगभग 1.0 V तक गिर जाता है। श्रृंखला में जुड़े बैटरी एक वोल्टेज उत्पन्न करते हैं जो प्रत्येक बैटरी के वोल्टेज का योग होता है (उदाहरण के लिए, तीन बैटरी लगभग 4.5 V उत्पन्न करेंगे जब नया होगा)।[10]

AA बैटरी वोल्टेज बनाम क्षमता, शून्य-लोड और 330 mW लोड पर[11]
क्षमता 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
शून्य लोड 1.59V 1.44V 1.38V 1.34V 1.32V 1.30V 1.28V 1.26V 1.23V 1.20V 1.10V
330 mW 1.49V 1.35V 1.27V 1.20V 1.16V 1.12V 1.10V 1.08V 1.04V 0.98V 0.62V


विद्युत धारा

एक क्षारीय बैटरी जितना विद्युत प्रवाह प्रदान कर सकती है, वह उसके भौतिक आकार के लगभग आनुपातिक है।यह आंतरिक प्रतिरोध में कमी का परिणाम है क्योंकि बैटरी की आंतरिक सतह का क्षेत्रफल बढ़ता है। अंगूठे का एक नियम यह है कि एक एए क्षारीय बैटरी बिना किसी महत्वपूर्ण हीटिंग के 700 एमए वितरित कर सकती है। सी और डी बैटरियों जैसी बड़ी बैटरीएं अधिक विद्युत धारा प्रदान कर सकती हैं। शक्तिशाली पोर्टेबल ऑडियो उपकरण जैसे कई एम्पीयर की धाराओं की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों को बढ़े हुए भार को संभालने के लिए डी-आकार की बैटरियों की आवश्यकता होती है।

इसकी तुलना में, लिथियम धातु बैटरी लिथियम-आयरन और Ni-MH बैटरी मानक AA आकार पर आसानी से 2 amps संभाल सकती हैं।[12]


निर्माण

क्षारीय बैटरी

क्षारीय बैटरी मानक बेलनाकार रूपों में जस्ता-कार्बन बैटरी के साथ विनिमेय, और बटन रूपों में निर्मित होती हैं I एक वास्तविक "बैटरी" बनाने के लिए कई अलग-अलग बैटरी आपस में जुड़े हो सकते हैं, जैसे कि नौ वोल्ट की बैटरी पीपी3-आकार की बैटरी होती हैं।

एक बेलनाकार बैटरी एक खींचे हुए स्टेनलेस स्टील कैन में निहित है, जो कैथोड कनेक्शन है। सकारात्मक इलेक्ट्रोड मिश्रण कार्बन पाउडर के साथ मैंगनीज डाइऑक्साइड का एक संपीड़ित पेस्ट होता है जो चालकता में वृद्धि के लिए जोड़ा जाता है। पेस्ट को कैन में दबाया जा सकता है या पूर्व-ढाले छल्ले के रूप में जमा किया जा सकता है। कैथोड के खोखले केंद्र को एक विभाजक के साथ पंक्तिबद्ध किया जाता है, जो इलेक्ट्रोड सामग्री के संपर्क और बैटरी के शॉर्ट-विद्युत धारा परिपथिंग को रोकता है। विभाजक बैटरीूलोज़ या सिंथेटिक बहुलक की गैर बुने हुए परत से बना है। सेपरेटर को आयनों का संचालन करना चाहिए और अत्यधिक क्षारीय विद्युत् अपघट्य समाधान में स्थिर रहना चाहिए।

नकारात्मक इलेक्ट्रोड पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड विद्युत् अपघट्य वाले जेल में जस्ता पाउडर के फैलाव से बना होता है। धातु के कैन की तुलना में जिंक पाउडर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करता है। इससे बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध कम हो जाता है। अपने जीवन के अंत में बैटरी के गैसिंग को रोकने के लिए, सभी जस्ता के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए आवश्यक से अधिक मैंगनीज डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, रिसाव प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए सामान्य रूप से प्लास्टिक से बना पाल बांधने की रस्सी जोड़ा जाता है।

बैटरी को फिर अल्युमीनियम पन्नी, एक प्लास्टिक की फिल्म, या शायद ही कभी, कार्डबोर्ड में लपेटा जाता है, जो रिसाव संरक्षण की अंतिम परत के रूप में कार्य करता है और साथ ही एक सतह प्रदान करता है जिस पर लोगो और लेबल मुद्रित किए जा सकते हैं।

बैटरी आकार की सूची का वर्णन करते समय | एएए, एए, सी, उप-सी और डी आकार की बैटरियों, नकारात्मक इलेक्ट्रोड फ्लैट अंत से जुड़ा होता है, और सकारात्मक टर्मिनल उठाए गए बटन के साथ अंत होता है। यह सामान्यतः बटन बैटरियों में उलटा होता है, जिसमें फ्लैट-एंडेड बेलनाकार सकारात्मक टर्मिनल हो सकता है।

क्षारीय बैटरी का रिचार्जिंग

Main article: रिचार्जेबल क्षारीय बैटरी

कुछ क्षारीय बैटरी को कुछ ही समय रिचार्ज करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और उन्हें रिचार्जेबल क्षारीय बैटरी के रूप में वर्णित किया गया है। मानक क्षारीय बैटरियों को रिचार्ज करने के प्रयासों से टूट-फूट हो सकती है, या खतरनाक तरल पदार्थों का रिसाव हो सकता है जो उपकरण को खराब कर देगा। हालाँकि, यह बताया गया है कि मानक क्षारीय बैटरियों को अक्सर कुछ बार (सामान्य रूप से दस से अधिक नहीं) रिचार्ज किया जा सकता है,हालांकि प्रत्येक चार्ज के बाद कम क्षमता के साथ; चार्जर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं।ब्रिटेन के उपभोक्ता संगठन कौन है? हर िपोर्ट में बताया गया है कि इसने एनर्जाइज़र एल्कलाइन बैटरी वाले दो ऐसे चार्जर का परीक्षण किया, जिसमें पाया गया कि बैटरी की क्षमता दो चक्रों के बाद (बिना यह बताए कि वे रिचार्ज करने से पहले कितने कम थे) दो बार रिचार्ज करने के बाद, भारी विविधताओं के साथ, अपने मूल मूल्य के औसतन 10% तक गिर गई।[13] 2017 में गौतम जी. यादव ने कागजात प्रकाशित किए थे जिसमें बताया गया था कि मैंगनीज डाइऑक्साइड की सैद्धांतिक दूसरी इलेक्ट्रॉन क्षमता के कारण तांबे के आयनों के साथ इंटरलेविंग द्वारा बनाई गई क्षारीय बैटरी को 6,000 से अधिक चक्रों के लिए रिचार्ज किया जा सकता है।[clarification needed][14][15] ऊर्जा कॉपर इंटरकेलेटेड मैंगनीज डाइऑक्साइड के साथ इन रिचार्जेबल बैटरियों का घनत्व 160Wh/L से अधिक होने की सूचना है, जो जलीय-आधारित रसायन विज्ञान में सबसे अच्छा है।[15]यदि बैटरियों में जिंक के उपयोग में सुधार किया जाता है तो यह लिथियम-आयन (> 250Wh/L) के बराबर ऊर्जा घनत्व के लिए सक्षम हो सकता है।[14]


रिसाव

एक क्षारीय बैटरी के अंदर पोटेशियम यौगिक का रिसाव

क्षारीय बैटरियों में पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के रिसाव का खतरा होता है, जो एक कास्टिक एजेंट है जो श्वसन, आंख और त्वचा में जलन पैदा कर सकता है।[note 1] एक ही उपकरण, एक ही समय में सभी बैटरियों को बदलकर, बैटरियों को एक शुष्क जगह और कमरे के तापमान पर स्टोर करके, और उपकरणों के भंडारण के लिए बैटरियों को हटाकर सभी बैटरियां धीरे-धीरे स्व-निर्वहन करती हैं (चाहे डिवाइस में स्थापित हो या नहीं) और मृत बैटरियां अंततः रिसाव करेंगी। अत्यधिक उच्च तापमान भी बैटरी के फटने और रिसाव का कारण बन सकता है (जैसे कि गर्मियों के दौरान कार में) और साथ ही बैटरी की शेल्फ लाइफ को कम कर सकता है।

रिसाव का कारण यह है कि जैसे-जैसे बैटरी डिस्चार्ज होती है - या तो उपयोग या धीरे-धीरे स्व-डिस्चार्ज के माध्यम से - बैटरियों का रसायन बदल जाता है और कुछ हाइड्रोजन गैस उत्पन्न होती है। इस आउट-गैसिंग से बैटरी में दबाव बढ़ जाता है। आखिरकार, अतिरिक्त दबाव या तो बैटरी के अंत में इन्सुलेट सील, या बाहरी धातु कनस्तर, या दोनों को तोड़ देता है। इसके अलावा, बैटरी की उम्र बढ़ने के साथ, इसके स्टील के बाहरी कनस्तर में धीरे-धीरे जंग लग सकता है या जंग लग सकता है, जो रोकथाम की विफलता में योगदान कर सकता है।

एक बार बाहरी स्टील के खोल के क्षरण के कारण रिसाव हो जाने के बाद, पोटेशियम कार्बोनेट (हाइड्रॉक्साइड) की एक पंखदार क्रिस्टलीय संरचना बनाने के लिए हवा से कार्बन डाईऑक्साइड को अवशोषित करता है जो समय के साथ बैटरी से बढ़ता और फैलता है, धातु इलेक्ट्रोड के साथ विद्युत धारा परिपथ बोर्डों पर जाता है जहां यह तांबे की पटरियों और अन्य घटकों का ऑक्सीकरण प्रारम्भ कर देता है, जिससे विद्युत धारा परिपथ को स्थायी नुकसान होता है।

डिवाइस के बाहर एक प्यारे कोटिंग बनाने के लिए बैटरी कवर के आसपास की सीम से रिसाव क्रिस्टलीय वृद्धि भी निकल सकती है, जो रिसाविंग डिवाइस के संपर्क में किसी भी वस्तु को संक्षारित करती है।कई बैटरी की आवश्यकता वाले उपकरणों के लिए सदैव एक ही प्रकार और बैटरी के ब्रांड का उपयोग करें। अल्कलाइन, रिसाइकिल करने योग्य, और लिथियम बैटरी को मिलाने से - या यहां तक कि विभिन्न ब्रांडों की एक ही तरह की बैटरी - परिणाम में जो भी बैटरी सबसे मजबूत होती है, वह तेजी से डिस्चार्ज होती है, जिससे बैटरी रिसाव होने की संभावना बढ़ जाती है।

निस्तारण

चूंकि क्षारीय बैटरियों को 1996 से कम पारा के साथ बनाया गया था, इसलिए कुछ स्थानों पर क्षारीय बैटरियों को नियमित घरेलू कचरे के रूप में निपटाने की अनुमति है। हालांकि, पारे के साथ पुरानी क्षारीय बैटरियां, और सभी बैटरियों (नई और पुरानी) में शेष अन्य भारी धातु (रसायन विज्ञान) और संक्षारक रसायन, अभी भी निपटान के लिए समस्या पेश करते हैं -विशेष रूप से लैंडफिल में।[16][17] घरेलू कचरे से सभी को बाहर करके बैटरियों के निपटान को सरल बनाने का भी मुद्दा है, ताकि सबसे जहरीली बैटरियों को सामान्य अपशिष्ट धाराओं से अलग किया जा सके।

निपटान अधिकार क्षेत्र के अनुसार भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, कैलिफोर्निया राज्य सभी बैटरियों को फेंके जाने पर उन्हें खतरनाक अपशिष्ट मानता है, और घरेलू कचरे में बैटरियों के निपटान पर प्रतिबंध लगा दिया है।[18] यूरोप में, बैटरी के निपटान को अपशिष्ट विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण निर्देश और बैटरी निर्देश नियमों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और इस तरह क्षारीय बैटरी को घरेलू कचरे के साथ नहीं फेंकना चाहिए। यूरोपीय संघ में, बैटरी बेचने वाले अधिकांश स्टोरों को पुनर्चक्रण के लिए पुरानी बैटरी को स्वीकार करने के लिए कानून की आवश्यकता होती है।

पुनर्चक्रण

डिस्पोजेबल बैटरी का उपयोग हर साल 5-6% बढ़ जाता है। अतीत में, उपयोग की गई बैटरियां लैंडफिल साइटों पर समाप्त हो जाती थीं, लेकिन 2004 में, लैंडफिल साइटों पर क्षारीय बैटरियों का निपटान यूरोपीय संघ के नियमों द्वारा प्रतिबंधित कर दिया गया था। यूरोपीय संघ के सदस्य देश 2016 तक 50% क्षारीय बैटरी को पुनर्चक्रित करने के लिए प्रतिबद्ध हैं।इस प्रकार प्रति वर्ष 125,000 टन पुनर्चक्रण की आवश्यकता है। कुल बैटरी का लगभग 80% एल्कलाइन बैटरी का हिस्सा है।[citation needed]

अमेरिका में, केवल एक राज्य, कैलिफ़ोर्निया में, सभी क्षारीय बैटरियों को पुनर्चक्रित करने की आवश्यकता होती है। वरमोंट में एक राज्यव्यापी क्षारीय बैटरी संग्रह कार्यक्रम भी है।[19] अन्य अमेरिकी राज्यों में, व्यक्ति बैटरी पुनर्चक्रण किट खरीद सकते हैं जिसका उपयोग बैटरी को पुनर्चक्रण करने वालों को भेजने के लिए किया जाता है। आईकेईए जैसे कुछ स्टोर पुनर्चक्रण के लिए क्षारीय बैटरी भी एकत्र करते हैं। हालांकि, कुछ चेन स्टोर जो बैटरी पुनर्चक्रण (जैसे बेस्ट बाय) का विज्ञापन करते हैं, केवल रिचार्जेबल बैटरी स्वीकार करते हैं और सामान्य रूप से क्षारीय बैटरी स्वीकार नहीं करते हैं।[20] रीसाइक्लिंग के लिए, कुशल क्षारीय बैटरी से धातुओं को यांत्रिक रूप से अलग किया जाता है, और जिंक, मैंगनीज डाइऑक्साइड और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड को अलग करने के लिए अपशिष्ट काले द्रव्यमान को रासायनिक रूप से संसाधित किया जाता है।

यह भी देखें







टिप्पणियाँ

  1. ↑ This alkali particularly attacks aluminium, a common material for flashlights, which can be damaged by leaking alkaline batteries.


संदर्भ

  1. ↑ Olivetti, Elsa; Jeremy Gregory; Randolph Kirchain (February 2011). "जीवन चक्र के अंत पर ध्यान देने के साथ क्षारीय बैटरियों का जीवन चक्र प्रभाव - EBPA-EU" (PDF). Massachusetts Institute of Technology, Materials Systems Lab. p. 110. Archived from the original (PDF) on 2011-10-07. Retrieved 29 July 2014.
  2. ↑ "बीएजे वेबसाइट - मासिक बैटरी बिक्री आंकड़े". Battery Association of Japan. Mar 2011. Archived from the original on 2010-12-06. Retrieved 29 July 2014.
  3. ↑ "Absatzzahlen 2008" (PDF) (in Deutsch). Interessenorganisation Batterieentsorgung. Archived from the original (PDF) on March 25, 2012. Retrieved 29 July 2014.
  4. ↑ Fisher, Karen; Wallén, Erika; Laenen, Pieter Paul; Collins, Michael (18 October 2006). "बैटरी अपशिष्ट प्रबंधन जीवन चक्र मूल्यांकन प्रकाशन के लिए अंतिम रिपोर्ट" (PDF). Environmental Resources Management, DEFRA. p. 230. Archived from the original (PDF) on 8 October 2013. Retrieved 29 July 2014.
  5. ↑ "EPBA Battery Statistics - 2000". European Portable Battery Association. 2000. Archived from the original on March 21, 2012. Retrieved 29 July 2014.
  6. ↑ स्वास्थ्य पर पड़ने वाले प्रभाव. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (US). September 2012.
  7. ↑ "Science.ca : Lew Urry".
  8. ↑ Baird, Gabriel (2011-08-03). "Thomas Edison provided Lew Urry spark of idea for better alkaline battery: Greater Cleveland Innovations". cleveland.com. Retrieved 17 November 2014.
  9. ↑ US Patent 2960558 (in English)
  10. ↑ 10.0 10.1 Reddy, David Linden, Thomas B. (2001). लिंडेन की बैटरी की पुस्तिका (3 ed.). New York: McGraw-Hill. pp. 10–12. ISBN 978-0-07-135978-8.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  11. ↑ SK Loo and Keith Keller (Aug 2004). "Single-cell Battery Discharge Characteristics Using the TPS61070 Boost Converter" (PDF). Texas Instruments.
  12. ↑ https://www.powerstream.com/AA-tests.htm
  13. ↑ Ryan Shaw (February 2016). "बैटरी चार्जर - आपको क्या पता होना चाहिए". Which?. Retrieved 20 May 2019.
  14. ↑ 14.0 14.1 Yadav, G.G. (2017). "Regenerable Cu-intercalated MnO2 layered cathode for highly cyclable energy dense batteries". Nature Communications. 8: 14424. Bibcode:2017NatCo...814424Y. doi:10.1038/ncomms14424. PMC 5343464. PMID 28262697.
  15. ↑ 15.0 15.1 Yadav, Gautam (2017). "A conversion-based highly energy dense Cu2+ intercalated Bi-birnessite/Zn alkaline battery". Journal of Materials Chemistry A. 5 (30): 15845. doi:10.1039/C7TA05347A.
  16. ↑ Environmental Services Department. "बैटरी पुनर्चक्रण". City of San Diego. Retrieved 5 September 2012.
  17. ↑ Raw Materials Company. "अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों". Archived from the original on 6 October 2012. Retrieved 5 September 2012.
  18. ↑ "बैटरियों". Waste Prevention Information Exchange of ion due to graphite. California Department of Resources Recycling and Recovery (CalRecycle). Retrieved 5 September 2012.
  19. ↑ "Battery Care, Use and Disposal | Duracell Batteries".
  20. ↑ RecycleNation (2014-03-18). "क्षारीय बैटरियों को कैसे रीसायकल करें". RecycleNation (in English). Retrieved 2018-06-09.


बाहरी संबंध

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