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二氧化碳的電化學(xué)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，由于還原二氧化碳需要的活化能較高，這個過程需要加一定高電壓后才能實現(xiàn)，而在陰極發(fā)生的氫析出反應(yīng)的程度隨電壓的增加而加大，會抑制了二氧化碳的還原，故二氧化碳的高效還原需要有合適的催化劑，以致二氧化碳的電化學(xué)還原往往是個電催化還原過程。這個過程的簡單機理為：⑴電解池陰極：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(chǎn)物（反應(yīng)式①）；然后電子在兩個電極間電勢差的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移數(shù)可能是2、4、6、8、12，還原產(chǎn)物隨電子轉(zhuǎn)移數(shù)的不同而可能是一氧化碳、甲酸根、甲酸等（反應(yīng)式②-④）。⑵電解池陽極：水溶液中發(fā)生析氫反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣（反應(yīng)式⑤、⑥）。

1756年，英國化學(xué)家布萊克（即約瑟夫·布萊克，Joseph Black，1728年－1799年）個用定量方法研究了被他稱為“固定空氣”的二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳在此后一段時間內(nèi)都被稱作“固定空氣”。

1850年，愛爾蘭物理化學(xué)家安德魯斯（即托馬斯·安德魯斯，Thomas Andrews，1813年－1885年）開始對二氧化碳的超臨界現(xiàn)象進(jìn)行研究，并于1869年測定了二氧化碳的兩個臨界參數(shù)：超臨界壓強為7.2MPa，超臨界溫度為304.065K（二者在2013年的公認(rèn)值分別為7.375MPa和303.05K）。

二氧化碳?xì)怏w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(chǎn)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(zhì)的過程中都可釋放出二氧化碳。②石油、石臘、煤炭、天然氣燃燒過程中，也要釋放出二氧化碳。③石油、煤炭在生產(chǎn)化工產(chǎn)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。

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