Vi tảo có thể chuyển hóa carbon dioxide trong khí thải và nitơ, phốt pho cùng các chất ô nhiễm khác trong nước thải thành sinh khối thông qua quá trình quang hợp. Các nhà nghiên cứu có thể phá hủy tế bào vi tảo và chiết xuất các thành phần hữu cơ như dầu và carbohydrate từ tế bào, từ đó có thể sản xuất ra các nhiên liệu sạch như dầu sinh học và khí sinh học.
Lượng khí thải carbon dioxide quá mức là một trong những nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu toàn cầu. Làm thế nào để giảm lượng carbon dioxide? Ví dụ, chúng ta có thể "ăn" nó không? Chưa kể, các loài vi tảo nhỏ bé lại có "khả năng ăn uống" rất tốt, chúng không chỉ có thể "ăn" carbon dioxide mà còn có thể biến nó thành "dầu".
Làm thế nào để sử dụng hiệu quả khí carbon dioxide đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của các nhà khoa học trên toàn thế giới, và vi tảo, một sinh vật cổ xưa nhỏ bé, đã trở thành trợ thủ đắc lực giúp chúng ta cố định carbon và giảm phát thải nhờ khả năng chuyển hóa “carbon” thành “dầu”.

Các vi tảo nhỏ có thể biến 'carbon' thành 'dầu'.
Khả năng chuyển hóa carbon thành dầu của các vi tảo nhỏ có liên quan đến thành phần cấu tạo của chúng. Các este và đường giàu trong vi tảo là nguyên liệu thô tuyệt vời để sản xuất nhiên liệu lỏng. Được thúc đẩy bởi năng lượng mặt trời, vi tảo có thể tổng hợp carbon dioxide thành triglyceride có mật độ năng lượng cao, và các phân tử dầu này không chỉ được sử dụng để sản xuất biodiesel mà còn là nguyên liệu thô quan trọng để chiết xuất các axit béo không bão hòa giàu chất dinh dưỡng như EPA và DHA.
Hiệu suất quang hợp của vi tảo hiện nay là cao nhất trong số tất cả các sinh vật sống trên Trái đất, cao hơn từ 10 đến 50 lần so với thực vật trên cạn. Người ta ước tính rằng vi tảo hấp thụ khoảng 90 tỷ tấn carbon và 1.380 nghìn tỷ megajoule năng lượng thông qua quá trình quang hợp trên Trái đất mỗi năm, và năng lượng có thể khai thác được gấp khoảng 4-5 lần mức tiêu thụ năng lượng hàng năm của thế giới, với nguồn tài nguyên khổng lồ.
Theo thống kê, Trung Quốc phát thải khoảng 11 tỷ tấn khí carbon dioxide mỗi năm, trong đó hơn một nửa là khí carbon dioxide từ khí thải nhà máy nhiệt điện than. Việc sử dụng vi tảo để hấp thụ carbon quang hợp trong các doanh nghiệp công nghiệp sử dụng than có thể giảm đáng kể lượng khí thải carbon dioxide. So với các công nghệ giảm phát thải khí thải nhà máy nhiệt điện than truyền thống, công nghệ hấp thụ và giảm carbon bằng vi tảo có ưu điểm là thiết bị đơn giản, dễ vận hành và thân thiện với môi trường. Ngoài ra, vi tảo còn có ưu điểm là số lượng lớn, dễ nuôi trồng và có thể sinh trưởng ở những nơi như đại dương, hồ, đất nhiễm mặn kiềm và đầm lầy.
Nhờ khả năng giảm phát thải khí carbon dioxide và sản xuất năng lượng sạch, vi tảo đã nhận được sự quan tâm rộng rãi cả trong nước và quốc tế.
Tuy nhiên, việc biến các vi tảo phát triển tự do trong tự nhiên thành "nhân viên giỏi" cho việc hấp thụ carbon trên dây chuyền công nghiệp không hề dễ dàng. Làm thế nào để nuôi cấy tảo nhân tạo? Loại vi tảo nào có hiệu quả hấp thụ carbon tốt hơn? Làm thế nào để nâng cao hiệu quả hấp thụ carbon của vi tảo? Đây đều là những vấn đề khó khăn mà các nhà khoa học cần giải quyết.