丹麥今年啟動了氨氣工業生產的綠色程序,使用固態氧離子電解槽(SOEC),過程中不需要高成本的空氣分離,圖9為其裝置示意圖。將適當比例的空氣和水蒸氣通入陰極,兩者均進行電解,氧氣生成\mathrm{O^{2-}},水蒸氣產生\mathrm{H_2}和\mathrm{O^{2-}}。氧離子薄膜只允許氧離子(\mathrm{O^{2-}})通過,並在陽極反應。已知SOEC電解水的效率可達80%,在通入莫耳數比為1:3的空氣和水蒸氣後,經電解生成甲和乙兩部分的氣體。甲含有未反應的水蒸氣,將甲通過除水裝置後,直接導入哈柏法製程,即可製造氨。
根據這些實驗結果,回答下列問題。(共8分)
- 寫出陽極的係數平衡電化學半反應式。(2分)