सूक्ष्मशैवाल प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे एक्झॉस्ट वायूतील कार्बन डायऑक्साइड आणि सांडपाण्यातील नायट्रोजन, फॉस्फरस व इतर प्रदूषकांचे बायोमासमध्ये रूपांतर करू शकतात. संशोधक सूक्ष्मशैवालाच्या पेशी नष्ट करून त्यांतून तेल आणि कर्बोदकांसारखे सेंद्रिय घटक काढू शकतात, ज्यातून पुढे बायो ऑइल आणि बायो गॅससारखी स्वच्छ इंधने तयार करता येतात.
कार्बन डायऑक्साइडचे अतिरिक्त उत्सर्जन हे जागतिक हवामान बदलामागील प्रमुख कारणांपैकी एक आहे. आपण कार्बन डायऑक्साइड कसा कमी करू शकतो? उदाहरणार्थ, आपण ते 'खाऊ' शकतो का? इतकेच नव्हे तर, लहान सूक्ष्मशैवालांना इतकी 'खाण्याची प्रचंड भूक' असते की, ते केवळ कार्बन डायऑक्साइड 'खाऊ' शकत नाहीत, तर त्याचे 'तेलात' रूपांतरही करू शकतात.
कार्बन डायऑक्साइडचा प्रभावी वापर कसा साधायचा हा जगभरातील शास्त्रज्ञांसाठी एक प्रमुख चिंतेचा विषय बनला आहे, आणि सूक्ष्मशैवाल, हा लहान प्राचीन जीव, “कार्बन”चे “तेलात” रूपांतर करण्याच्या क्षमतेमुळे कार्बनचे स्थिरीकरण करण्यासाठी आणि उत्सर्जन कमी करण्यासाठी आपला एक चांगला मदतनीस बनला आहे.

लहान सूक्ष्मशैवाल 'कार्बन'चे 'तेला'त रूपांतर करू शकतात.
लहान सूक्ष्मशैवालांची कार्बनचे तेलात रूपांतर करण्याची क्षमता त्यांच्या शरीररचनेशी संबंधित आहे. सूक्ष्मशैवालांमध्ये मुबलक प्रमाणात आढळणारे एस्टर आणि शर्करा हे द्रव इंधन तयार करण्यासाठी उत्कृष्ट कच्चा माल आहेत. सौर ऊर्जेच्या साहाय्याने, सूक्ष्मशैवाल कार्बन डायऑक्साइडचे संश्लेषण करून उच्च ऊर्जा घनतेचे ट्रायग्लिसराइड्स तयार करू शकतात, आणि या तेलाच्या रेणूंचा उपयोग केवळ बायोडिझेल तयार करण्यासाठीच नाही, तर EPA आणि DHA सारखी उच्च पोषक तत्वांनी युक्त असंतृप्त फॅटी ॲसिड्स काढण्यासाठी महत्त्वाचा कच्चा माल म्हणूनही केला जातो.
सध्या पृथ्वीवरील सर्व सजीवांमध्ये सूक्ष्मशैवालांची प्रकाशसंश्लेषण कार्यक्षमता सर्वाधिक असून, ती जमिनीवरील वनस्पतींपेक्षा १० ते ५० पट जास्त आहे. असा अंदाज आहे की, सूक्ष्मशैवाल दरवर्षी पृथ्वीवर प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे सुमारे ९० अब्ज टन कार्बन आणि १३८० ट्रिलियन मेगाजूल ऊर्जा स्थिर करतात, आणि यातून मिळणारी वापरण्यायोग्य ऊर्जा ही जगाच्या वार्षिक ऊर्जा वापराच्या सुमारे ४-५ पट असून, त्यासाठी प्रचंड संसाधने उपलब्ध आहेत.
असे समजते की चीन दरवर्षी सुमारे ११ अब्ज टन कार्बन डायऑक्साइडचे उत्सर्जन करतो, ज्यापैकी अर्ध्याहून अधिक कार्बन डायऑक्साइड कोळशावर चालणाऱ्या वीज प्रकल्पांच्या धुराच्या वायूमधून (फ्लू गॅस) येतो. कोळशावर चालणाऱ्या औद्योगिक उपक्रमांमध्ये प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे कार्बनचे विलगीकरण करण्यासाठी सूक्ष्मशैवालांचा वापर केल्यास कार्बन डायऑक्साइडचे उत्सर्जन मोठ्या प्रमाणात कमी होऊ शकते. कोळशावर चालणाऱ्या वीज प्रकल्पांमधील धुराच्या वायूचे उत्सर्जन कमी करण्याच्या पारंपरिक तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, सूक्ष्मशैवालांद्वारे कार्बनचे विलगीकरण आणि उत्सर्जन कमी करण्याच्या तंत्रज्ञानामध्ये साधी प्रक्रिया उपकरणे, सुलभ संचालन आणि हरित पर्यावरण संरक्षण हे फायदे आहेत. याव्यतिरिक्त, सूक्ष्मशैवालांमध्ये त्यांची मोठी संख्या, सहज लागवड आणि समुद्र, तलाव, क्षारयुक्त जमीन व दलदलीच्या ठिकाणी वाढण्याची क्षमता हे फायदे देखील आहेत.
कार्बन डायऑक्साइडचे उत्सर्जन कमी करण्याच्या आणि स्वच्छ ऊर्जा निर्माण करण्याच्या क्षमतेमुळे, सूक्ष्मशैवालांना देशांतर्गत आणि आंतरराष्ट्रीय स्तरावर व्यापक प्रसिद्धी मिळाली आहे.
तथापि, निसर्गात मुक्तपणे वाढणाऱ्या सूक्ष्मशैवालांना औद्योगिक स्तरावर कार्बन शोषणासाठी 'उत्तम कर्मचारी' बनवणे सोपे नाही. शैवालांची कृत्रिमरित्या लागवड कशी करावी? कोणत्या सूक्ष्मशैवालांचा कार्बन शोषणाचा प्रभाव अधिक चांगला आहे? सूक्ष्मशैवालांची कार्बन शोषणाची कार्यक्षमता कशी वाढवावी? या सर्व अवघड समस्या आहेत, ज्या शास्त्रज्ञांना सोडवायच्या आहेत.