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這個過程的簡單機理為：在初始階段，二氧化碳被吸附在陰極催化劑表面，形成中間產物；然后電子在兩個電極間電勢差的作用下發(fā)生轉移，轉移數可能是2、4、6、8、12，還原產物隨電子轉移數的不同而可能是、甲酸根、甲酸、、和乙烯等。由于是在水溶液中，也會發(fā)生析氫反應，從而產生氫氣。固態(tài)二氧化碳廣泛用于冷藏奶制品、肉類、冷凍食品和其它轉運中易的食品，在許多工業(yè)加工中作為冷凍劑，例如粉碎熱敏材料、橡膠磨光、金屬冷處理、機械零件的收縮裝配、真空冷阱等。②石油、石臘、煤炭、燃燒過程中，也要釋放出二氧化碳。③石油、煤炭在生產化工產品過程中，也會釋放出二氧化碳。

④所有糞便、腐植酸在發(fā)酵，熟化的過程中也能釋放出二氧化碳。⑤所有動物在呼吸過程中，都要吸氧氣吐出二氧化碳。在物理性質方面，二氧化碳的熔點為-56。6℃（527kPa），沸點為-78。5℃，密度比空氣密度大（標準條件下），溶于水。二氧化碳的電化學還原是一個利用電能將二氧化碳在電解池陰極還原而將氫氧根離子在電解池陽極氧化為氧氣的過程。

二氧化碳氣體是大氣組成的一部分（占大氣總體積的0。03%-0。04%），在自然界中含量豐富，其產生途徑主要有以下幾種：①有機物（包括動植物）在分解、發(fā)酵、腐爛、變質的過程中都可釋放出二氧化碳。17世紀初，比利時醫(yī)生海爾蒙特即揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特，發(fā)現木炭燃燒之后除了產生灰燼外還產生一些看不見、摸不著的物質，并通過實驗證實了這種被他稱為“森林之精”的二氧化碳是一種不助燃的氣體，確認了二氧化碳是一種氣體；還發(fā)現燭火在該氣體中會自然熄滅，這是二氧化碳惰性性質的次發(fā)現。氣態(tài)二氧化碳用于碳化軟飲料、水處理工藝的pH控制、化學加工、食品保存、化學和食品加工過程的惰性保護、焊接氣體、植物生激劑。