由于还原二氧化碳需要的活化能较高，这个过程需要加一定高电压后才能实现，而在阴极发生的氢析出反应的程度随电压的增加而加大，会抑制了二氧化碳的还原，故二氧化碳的还原需要有合适的催化剂，以致二氧化碳的电化学还原往往是个电催化还原过程。在物理性质方面，二氧化碳的熔点为-56。6℃（527kPa），沸点为-78。5℃，密度比空气密度大（标准条件下），溶于水。3世纪时，中国西晋时期的张华（232年－300年）在所著的《博物志》一载了一种在烧白石（CaCO3）作白灰（CaO）过程中产生的气体，这种气体便是如今工业上用作生产二氧化碳的石灰窑气。
这个过程的简单机理为：在初始阶段，二氧化碳被吸附在阴极催化剂表面，形成中间产物；然后电子在两个电极间电势差的作用下发生转移，转移数可能是2、4、6、8、12，还原产物随电子转移数的不同而可能是、甲酸根、甲酸、、和乙烯等。由于是在水溶液中，也会发生析氢反应，从而产生氢气。固态二氧化碳广泛用于冷藏奶制品、肉类、冷冻食品和其它转运中易的食品，在许多工业加工中作为冷冻剂，例如粉碎热敏材料、橡胶磨光、金属冷处理、机械零件的收缩装配、真空冷阱等。②石油、石腊、煤炭、燃烧过程中，也要释放出二氧化碳。③石油、煤炭在生产化工产品过程中，也会释放出二氧化碳。
反应时可能挥发出的（HCl）气体，可通过饱和碳酸氢钠（NaHCO3）溶液除去生成气体中的气体。必要时可用装有的洗气瓶除去生成气体中水蒸气。关于其毒性，研究表明：低浓度的二氧化碳没有毒性，高浓度的二氧化碳则会使动物。不久后，德国化学家霍夫曼即弗里德里希·霍夫曼，对被他称为“矿精”的二氧化碳气体进行研究，推断出二氧化碳水溶液具有弱酸性。
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