Microalgen kunnen koolstofdioxide in uitlaatgassen en stikstof, fosfor en andere verontreinigende stoffen in afvalwater omzetten in biomassa door middel van fotosynthese. Onderzoekers kunnen microalgencellen vernietigen en organische componenten zoals olie en koolhydraten uit de cellen extraheren, waarmee vervolgens schone brandstoffen zoals bio-olie en biogas kunnen worden geproduceerd.
Overmatige uitstoot van koolstofdioxide is een van de belangrijkste oorzaken van de wereldwijde klimaatverandering. Hoe kunnen we de koolstofdioxide-uitstoot verminderen? Kunnen we het bijvoorbeeld 'opeten'? Kleine microalgen hebben namelijk een enorme eetlust en kunnen niet alleen koolstofdioxide 'opeten', maar het ook omzetten in 'olie'.
Hoe we koolstofdioxide effectief kunnen benutten is een belangrijk aandachtspunt geworden voor wetenschappers wereldwijd, en microalgen, dit kleine, oeroude organisme, zijn een goede bondgenoot gebleken bij het vastleggen van koolstof en het verminderen van emissies dankzij hun vermogen om "koolstof" om te zetten in "olie".

Kleine microalgen kunnen koolstof omzetten in olie.
Het vermogen van kleine microalgen om koolstof om te zetten in olie hangt samen met de samenstelling van hun lichaam. De esters en suikers die rijk aanwezig zijn in microalgen vormen uitstekende grondstoffen voor de productie van vloeibare brandstoffen. Onder invloed van zonne-energie kunnen microalgen koolstofdioxide omzetten in triglyceriden met een hoge energiedichtheid. Deze oliemoleculen kunnen niet alleen worden gebruikt voor de productie van biodiesel, maar dienen ook als belangrijke grondstoffen voor de winning van voedzame onverzadigde vetzuren zoals EPA en DHA.
De fotosynthetische efficiëntie van microalgen is momenteel de hoogste van alle levende organismen op aarde, 10 tot 50 keer hoger dan die van landplanten. Naar schatting binden microalgen jaarlijks ongeveer 90 miljard ton koolstof en 1380 biljoen megajoule aan energie door middel van fotosynthese op aarde. De winbare energie is ongeveer 4-5 keer het jaarlijkse energieverbruik van de wereld, wat een enorme hoeveelheid potentiële grondstoffen vertegenwoordigt.
Het is bekend dat China jaarlijks ongeveer 11 miljard ton koolstofdioxide uitstoot, waarvan meer dan de helft afkomstig is van rookgassen van kolencentrales. Het gebruik van microalgen voor fotosynthetische koolstofvastlegging in kolengestookte industriële bedrijven kan de koolstofdioxide-uitstoot aanzienlijk verminderen. Vergeleken met traditionele technologieën voor de reductie van rookgasemissies van kolencentrales, hebben koolstofvastleggings- en -reductietechnologieën met microalgen de voordelen van eenvoudige procesapparatuur, gemakkelijke bediening en milieuvriendelijkheid. Bovendien hebben microalgen ook het voordeel dat ze zich snel vermenigvuldigen, gemakkelijk te kweken zijn en kunnen groeien in omgevingen zoals oceanen, meren, zoute grond en moerassen.
Door hun vermogen om de uitstoot van koolstofdioxide te verminderen en schone energie te produceren, hebben microalgen zowel nationaal als internationaal veel aandacht gekregen.
Het is echter niet eenvoudig om microalgen die in de natuur vrij groeien, in te zetten als "goede werknemers" voor koolstofvastlegging in industriële processen. Hoe kweek je algen kunstmatig? Welke microalgen hebben een beter koolstofvastleggend effect? ​​Hoe verbeter je de koolstofvastleggingsefficiëntie van microalgen? Dit zijn allemaal complexe vraagstukken waar wetenschappers een oplossing voor moeten vinden.