美国伊利诺伊州立大学化学和生物分子工程系研究团队于2011年10月7日宣布，开发二氧化碳（CO2）电还原为CO的过程，CO是可用人工光合成生成的关键组分，该过程受到不切实际的需用高过电压位的制约，只有这样才能克服实现这一过程的阻碍。
而伊利诺伊州立大学研究团队开发的电催化系统，可在低于0.2 V下使CO2高效的还原为CO。
该系统依赖于一种离子液体电解质，用以降低（CO2）-中间体的能量，从而可降低初始还原障碍。然后用银阴极进行催化形成最终产品。
气体CO的形成首先在1.5V下出现，仅高于最低（即平衡）电压1.33V。该系统继续在至少7个小时内可持续产生CO，法拉第效率在96％以上，这一成果已在《科学（Science）》杂志上发表。
二十年前，Bockris和同事提出，需要高的过电位才能使CO2转化，因为CO2转化的第一步是形成“CO2− ”中间体 。而在新的研究成果方面，“CO2− ”不一定是裸露的CO2−阴离子。相反，当电子被加入CO2时就可成为这种形式。“（CO2）− ” 形成的平衡电位在水中和最常用的溶剂中是很大的负值。因此，有必要在反应发生时，使阴极在很大的负值（即高的过电位）下运行。
所描述的工作开发了共催化剂，它可使生成“CO2− ”中间体的电位降低，中间体随后藉助银阴极与 H +反应生成CO。
在人工光合作用中，电化学电池使用来自太阳能集热器或风力涡轮机的能量，使CO2转化为简单的含碳燃料，如甲酸或甲醇，它可进一步被加工，生成乙醇和其他燃料。然而，使二氧化碳变成一氧化碳的第一步，要耗用过多的能量，才能使过程迈向商业化。需要太多的电力来驱动这第一反应，要用更多的能量才能生产燃料，比燃料中存储的能量还要多。
而使用该离子液体电解质可稳定反应中的中间体，从而需要极少的电力就可完成转化。
该过程的能量效率在低电压（1.5V）下为87％，并随电压的增加而下降，因为在膜和溶液中存在电阻损耗而造成能量损失。
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