산화환원과 부식 종합

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풍력발전기의 부식
바닷가 혹은 해수 내에 풍력발전기를 설치한다고 가정했을 때 부식에 의한 피해가 어느 정도 이며 이를 방지하기 위해 어떤 작업을 수행하여야 할까?

해수에서의 부식
해마다 부식에 의한 피해가 증가하고 있다. 부식에 의한 사회 경제적 손실은 GDP대비 3.5-4%에 달한다. 이러한 부식에 의한 피해를 막고 복구 할 수 있는 방법이 있는지 부식의 매커니즘인 산화 환원 작용에 대해 연구할 필요성이 있다.

산화와 환원
1) 산화 환원의 정의
일반적으로 전자의 이동으로 산화 환원을 정의한다. 원자, 이온이나 분자가 더 큰 양전하를 띄게 될 때 즉, 전자를 잃는 것을 산화(Oxidation)라고 정의하며 반대로 원자, 이온이나 분자가 더 큰 음전하를 띄게 될 때 즉, 전자를 얻는 것을 환원(reduction)이라고 정의 한다. 산화와 환원은 별개의 작용이 아니며 하나의 화학 반응에서 산화가 잃어나면 반드시 환원도 잃어난다.

<중 략>

혹은 철보다 반응성이 큰 환원제를 이용하여 철을 환원시킬 수 있다.하지만 실제 부식 환경에서 산화된 철을 환원 시키는 것은 불가능하다. 그리고 비용적인 측면을 계산해보자면 열역학적으로 환원은 산화될 때의 값 뿐 만 아니라 Activation Energy와 Entropy증가분도 계산해 주어야 하지만 미니멈 값이 값으로 경제성을 파악해 보자면,=-162KJ/mol, J=WS 이므로 전기기기 효율이 100%라고 가정한다면, 1mole환원에 초당 162KW가 필요하고 기업용 전기 공급가격인 1KW당 50원 가량으로 계산한다 하더라도 1mole당 8100원가량 이 들어간다. 그러므로 경제적으로도 불가능하며 열역학적 으로도 해수내는 열린 계이고 철의 산화물들이 철의표면에 붙어있지 않고 떨어져 나가기 쉽다. 그리고 해수내에서 환원 공정을 수행하는것도 불가능 하기 때문에 산화된 금속을 환원하는 것은 불가능하다고 볼 수 있다. 따라서 산화를 방지하고 그 속도를 늦추는 방법에 대해 알아 볼 필요성이 있다.

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