3世紀(jì)時(shí)，中國(guó)西晉時(shí)期的張華（232年－300年）在所著的《博物志》一載了一種在燒白石（CaCO3）作白灰（CaO）過(guò)程中產(chǎn)生的氣體，這種氣體便是如今工業(yè)上用作生產(chǎn)二氧化碳的石灰窯氣。這個(gè)過(guò)程的簡(jiǎn)單機(jī)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(chǎn)物；然后電子在兩個(gè)電極間電勢(shì)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、甲酸根、甲酸、、和乙烯等。由于是在水溶液中，也會(huì)發(fā)生析氫反應(yīng)，從而產(chǎn)生氫氣。現(xiàn)代科學(xué)家一般認(rèn)為CO2分子的中心原子碳原子采取sp雜化，2條sp雜化軌道分別與2個(gè)氧原子的2p軌道（含有一個(gè)電子）重疊形成2條σ鍵，碳原子上互相垂直的p軌道再分別與2個(gè)氧原子中平行的p軌道形成2條大π鍵。

在鑄造中用于硬化模和芯子及用于氣動(dòng)器件，還應(yīng)用于殺菌氣的稀釋劑（即用和二氧化碳的混臺(tái)氣作為殺菌、殺蟲(chóng)劑、熏蒸劑，廣泛應(yīng)用于器具、包裝材料、衣類、毛皮、被褥等的殺菌、骨粉消毒、倉(cāng)庫(kù)、工廠、、書(shū)籍的熏蒸）。由于還原二氧化碳需要的活化能較高，這個(gè)過(guò)程需要加一定高電壓后才能實(shí)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(huì)抑制了二氧化碳的還原，故二氧化碳的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(gè)電催化還原過(guò)程。分解產(chǎn)生的氣體需導(dǎo)入用冰冷卻的導(dǎo)管中，使氣體中的水蒸氣冷凝下來(lái)，再將氣體先后導(dǎo)入分別裝有氯化鈣和的U形管中使其干燥。100℃時(shí)，碳酸氫鈉的分解壓為97。458kPa，120℃時(shí)為166。652kPa。

由于二氧化碳密度比空氣大，能溶于水且能與水反應(yīng)，所以采用向上排空氣法。將生成的氣體通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁，證明該氣體為二氧化碳。一般以副產(chǎn)物二氧化碳為原料氣，用吸附膨脹法從吸附相提取高純二氧化碳，用低溫泵收集產(chǎn)品；也可采用吸附精餾法制取，吸附精餾法采用硅膠、3A分子篩和活性炭作吸附劑，脫除部分雜質(zhì)，精餾后可制取高純二氧化碳產(chǎn)品。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(zhuǎn)運(yùn)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(jī)械零件的收縮裝配、真空冷阱等。