陰極保蝕

陰極保蝕 (Cathodic Protection)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

陰極保蝕(cathodic protection)，是利用電化學原理，在一個電化學系統當中，陽極的金屬會氧化，而成為金屬離子溶入電解質溶液當中；而陰極則會產生還原反應，使得在溶液當中的一些金屬離子，或者是能夠被還原的物質在陰極上面還原。由於陰極的金屬在此情況下，並不會溶解到溶液當中，換言之保護位於陰極金屬不被侵蝕。

陰極保蝕法最早是由Humphry Davy 發表在英國皇家學會於1824年的期刊上。經過一系列的測試，同年HMS Samarang公司將此方法應用於船體外殼保護，將鐵製電極安裝在銅製船殻上，大大降低了船殻的鏽蝕。

一些經常接觸電解質溶液的金屬物質，例如船隻的金屬外殼經常接觸海水，這樣一來由於海水的侵蝕外殼開始氧化、生鏽。如果選用其他的材質來建造船隻，也有其 他的缺點，例如成本高、不夠堅固、難以互相結合，或者是難以抵抗海洋生物的附著等等。因此，人們必須要直接針對船隻外殼的金屬進行保護，使其不會產生鏽蝕 的情形。

常見的馬口鐵、白鐵等以外鍍其他金屬在鐵質材料表面的方式，是常見用來保護鐵類物品的方法。然而金屬製船隻因為經常處於激烈環境中且和其它物體碰撞，造成 表面鍍材相當容易破損，喪失保護膜的功能，因此人們想到了陰極保蝕這一個方法。以船隻的外殼作為陰極，而在選用其他的物質作為陽極，那麼一來就可以讓陽極 的金屬被氧化減少，而船隻的外殼則不受影響。鋅塊經常被使用來做為陰極保蝕的陽極，因為鋅的氧化電位比較高，氧化電位較高者，則作為陽極；而較低者自然成 為了陰極，故鋅與其他建造船隻見的金屬連接的時候，經常都可以作為陽極的角色存在。而在這一個電通路當中，海水則作為電解質的角色。

陰極保蝕曾經普遍使用在船隻上，以及鑽油平台、輸油管，甚至是建築方面都可以看到陰極保蝕的存在。然而在船隻上的陰極保蝕法，並沒有使用相當長的時間；這 是因為原先的船隻外殼為銅製，雖然銅金屬會因為其鏽蝕產生銅離子，但是銅離子卻可以防止海洋生物附著，一旦使用陰極保蝕法，這些因銅鏽蝕產生的銅離子將不 復存在，導致大量海洋生物的附著，嚴重影響船隻的安全。

參考資料
1. WIKIPEDIA—Cathodic protection  http://en.wikipedia.org/wiki/Cathodic_protection