सूक्ष्म शैवाल, प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से, निकास गैस में मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड और अपशिष्ट जल में मौजूद नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य प्रदूषकों को जैव द्रव्यमान में परिवर्तित कर सकते हैं। शोधकर्ता सूक्ष्म शैवाल कोशिकाओं को नष्ट करके उनसे तेल और कार्बोहाइड्रेट जैसे कार्बनिक घटक निकाल सकते हैं, जिनका उपयोग जैव तेल और जैव गैस जैसे स्वच्छ ईंधन बनाने में किया जा सकता है।
कार्बन डाइऑक्साइड का अत्यधिक उत्सर्जन वैश्विक जलवायु परिवर्तन के मुख्य कारणों में से एक है। हम कार्बन डाइऑक्साइड को कैसे कम कर सकते हैं? उदाहरण के लिए, क्या हम इसे 'खा' सकते हैं? इतना ही नहीं, छोटे सूक्ष्म शैवाल में कार्बन डाइऑक्साइड को पचाने की अद्भुत क्षमता होती है और वे न केवल इसे 'तेल' में परिवर्तित कर सकते हैं।
कार्बन डाइऑक्साइड का प्रभावी उपयोग कैसे किया जाए, यह दुनिया भर के वैज्ञानिकों के लिए एक प्रमुख चिंता का विषय बन गया है, और सूक्ष्म शैवाल, यह छोटा प्राचीन जीव, कार्बन को स्थिर करने और उत्सर्जन को कम करने में हमारे लिए एक अच्छा सहायक बन गया है, क्योंकि इसमें "कार्बन" को "तेल" में बदलने की क्षमता है।

छोटे सूक्ष्म शैवाल 'कार्बन' को 'तेल' में बदल सकते हैं।
सूक्ष्म शैवालों की कार्बन को तेल में परिवर्तित करने की क्षमता उनके शरीर की संरचना से संबंधित है। सूक्ष्म शैवालों में प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले एस्टर और शर्करा तरल ईंधन तैयार करने के लिए उत्कृष्ट कच्चे माल हैं। सौर ऊर्जा से संचालित होकर, सूक्ष्म शैवाल कार्बन डाइऑक्साइड को उच्च ऊर्जा घनत्व वाले ट्राइग्लिसराइड्स में संश्लेषित कर सकते हैं, और इन तेल अणुओं का उपयोग न केवल बायोडीजल उत्पादन के लिए किया जा सकता है, बल्कि ईपीए और डीएचए जैसे उच्च पोषक तत्वों वाले असंतृप्त वसा अम्लों के निष्कर्षण के लिए महत्वपूर्ण कच्चे माल के रूप में भी किया जा सकता है।
सूक्ष्म शैवाल की प्रकाश संश्लेषण क्षमता वर्तमान में पृथ्वी पर सभी जीवित जीवों में सबसे अधिक है, जो स्थलीय पौधों की तुलना में 10 से 50 गुना अधिक है। अनुमान है कि सूक्ष्म शैवाल प्रतिवर्ष पृथ्वी पर प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से लगभग 90 अरब टन कार्बन और 1380 ट्रिलियन मेगाजूल ऊर्जा का स्थिरीकरण करते हैं, और इनकी उपयोग योग्य ऊर्जा विश्व की वार्षिक ऊर्जा खपत से लगभग 4-5 गुना अधिक है, साथ ही संसाधनों का विशाल भंडार भी उपलब्ध है।
यह ज्ञात है कि चीन प्रतिवर्ष लगभग 11 अरब टन कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जित करता है, जिसमें से आधे से अधिक कार्बन डाइऑक्साइड कोयले से चलने वाले विद्युत संयंत्रों से निकलने वाली गैस के रूप में होती है। कोयले से चलने वाले औद्योगिक उद्यमों में प्रकाश संश्लेषण द्वारा कार्बन पृथक्करण के लिए सूक्ष्म शैवाल का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को काफी हद तक कम कर सकता है। पारंपरिक कोयले से चलने वाले विद्युत संयंत्रों की द्रव गैस उत्सर्जन कम करने की तकनीकों की तुलना में, सूक्ष्म शैवाल कार्बन पृथक्करण और कमी तकनीकों के कई लाभ हैं, जैसे कि सरल प्रक्रिया उपकरण, आसान संचालन और पर्यावरण संरक्षण। इसके अतिरिक्त, सूक्ष्म शैवाल की एक और विशेषता यह है कि इनकी संख्या अधिक होती है, इन्हें आसानी से उगाया जा सकता है और ये महासागरों, झीलों, खारी क्षारीय भूमि और दलदलों जैसे स्थानों में भी उग सकते हैं।
कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने और स्वच्छ ऊर्जा उत्पन्न करने की क्षमता के कारण, सूक्ष्म शैवाल ने घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर व्यापक ध्यान आकर्षित किया है।
हालांकि, प्रकृति में स्वतंत्र रूप से उगने वाले सूक्ष्म शैवाल को औद्योगिक स्तर पर कार्बन पृथक्करण के लिए "कुशल कर्मचारी" बनाना आसान नहीं है। शैवाल को कृत्रिम रूप से कैसे उगाया जाए? किस सूक्ष्म शैवाल का कार्बन पृथक्करण प्रभाव बेहतर है? सूक्ष्म शैवाल की कार्बन पृथक्करण क्षमता को कैसे बढ़ाया जाए? ये सभी ऐसे कठिन प्रश्न हैं जिनका समाधान वैज्ञानिकों को करना होगा।