Proteksi katodik adalah metode untuk melindungi struktur logam dari korosi. Logam dari mana struktur ini dibuat — umumnya baja — rentan terhadap korosi melalui reaksi oksidasi ketika mereka sering kontak dengan air. Reaksinya melibatkan logam yang melepaskan elektron dan didorong oleh jejak garam yang larut dalam air, menyebabkan air bertindak sebagai elektrolit. Korosi dengan demikian dapat dilihat sebagai proses elektrokimia. Proteksi katodik mengubah struktur logam menjadi katoda — elektroda bermuatan positif — dengan menyiapkan sel elektrokimia menggunakan logam yang lebih elektropositif sebagai anoda, sehingga struktur tidak kehilangan elektron ke sekelilingnya.
Metode perlindungan ini dapat digunakan pada pipa dan tangki bawah tanah; struktur di atas tanah, seperti tiang listrik; dan struktur yang sebagian terendam, seperti kapal dan rig pengeboran. Ini juga dapat digunakan untuk melindungi batang baja di beton bertulang. Logam yang lebih tahan terhadap korosi cenderung lebih mahal daripada baja dan mungkin tidak memiliki kekuatan yang diperlukan, jadi baja yang dilindungi korosi biasanya merupakan pilihan terbaik, meskipun logam lain yang dapat menimbulkan korosi juga dapat dilindungi dengan cara ini.
Baja terutama terdiri dari besi, yang memiliki potensial redoks -0.41 volt. Ini berarti bahwa ia akan cenderung kehilangan elektron di lingkungan yang memiliki potensial redoks negatif yang lebih kecil, seperti air, yang mungkin bersentuhan dengan logam ini dalam bentuk hujan, kondensasi atau lembab, tanah di sekitarnya. Tetesan air yang kontak dengan besi membentuk sel elektrokimia dimana besi dioksidasi melalui reaksi Fe -> Fe2+ + 2e-. Ion besi II (Fe2+) masuk ke dalam larutan dalam air, sedangkan elektron mengalir melalui logam, dan di tepi air, interaksi elektron, oksigen dan air menghasilkan ion hidroksida (OH-) dengan reaksi: O2 + 2H2O + 4e- -> 4OH-. Ion hidroksida negatif bereaksi dengan ion besi II positif di dalam air, membentuk besi II hidroksida (Fe(OH)2) yang tidak larut, yang kemudian dioksidasi menjadi besi III oksida (Fe2O3), lebih dikenal sebagai karat.
Ada dua metode utama proteksi katodik yang berusaha mencegah korosi ini dengan menyediakan sumber elektron alternatif. Dalam proteksi galvanik, logam dengan potensial redoks yang lebih negatif daripada logam yang dilindungi dihubungkan ke struktur dengan kawat berinsulasi, membentuk anoda. Magnesium, dengan potensi redoks -2.38 volt sering digunakan untuk tujuan ini — logam lain yang umum digunakan adalah aluminium dan seng. Prosedur ini mengatur sel listrik dengan arus yang mengalir dari anoda ke struktur, yang bertindak sebagai katoda. Anoda kehilangan elektron dan terkorosi; untuk alasan ini, ini dikenal sebagai “anoda korban.”
Masalah dengan proteksi katodik galvanik adalah, pada akhirnya, anoda akan terkorosi ke titik di mana ia tidak lagi memberikan perlindungan dan perlu diganti. Salah satu alternatif sistem proteksi katodik adalah Impressed Current Cathodic Protection (ICCP). Ini mirip dengan metode galvanik, kecuali bahwa catu daya digunakan untuk menghasilkan arus listrik dari anoda ke struktur yang akan dilindungi. Arus searah (DC), berlawanan dengan arus bolak-balik (AC), diperlukan, sehingga penyearah digunakan untuk mengubah AC menjadi DC. Metode ini memberikan perlindungan yang jauh lebih tahan lama karena arus disuplai secara eksternal daripada dihasilkan oleh reaksi anoda dengan sekitarnya, sehingga umur anoda sangat meningkat.