將受汙染的水、化石燃料廢氣、陽光和喜熱的綠色粘液放入一個金屬盒子中，你會得到什麼？如果這個盒子屬於大衛·貝勒斯，你將得到純氧、乾淨的水以及一種潛在的從大氣中去除溫室氣體的方法。
俄亥俄大學俄亥俄煤炭研究中心主任貝勒斯認為，消除燃煤發電廠排放的二氧化碳最簡單的方法是大自然的方式，即透過光合作用。但是，工業量的二氧化碳需要工業量的光合作用。因此，在能源部撥款的幫助下，貝勒斯提出了一個裝滿光合作用藍藻（藍綠藻）的可擴充套件盒子。
在貝勒斯的生物反應器中，藻類生長在 60 x 120 釐米的編織纖維膜上，類似於窗紗。毛細作用將水吸到藻類，管道則引入熱煙道氣。透過將藍藻鋪在膜上，“你可以獲得很大的生長表面積，但不需要大量的水，”貝勒斯解釋說。藻類利用可用的二氧化碳和水生長新的藻類，在此過程中釋放氧氣和水蒸氣。這些生物體還會吸收氮氧化物和二氧化硫，這些物質會導致酸雨。
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由於煙道氣和水以高達 55 攝氏度的溫度進入生物反應器，貝勒斯需要一種耐寒的藻類。 “我們非常反對為這個專案進行基因操作，因為我們將產生如此大量的藻類，”他評論道。為了找到合適的細菌，貝勒斯聯絡了蒙大拿州立大學的微生物學家基思·庫克西，他一直在研究黃石國家公園礦物溫泉中發現的細菌。 “我們拿了一些大衛的膜屏，並將它們粘在黃石公園外的一條熱流中，”庫克西解釋說。 “粘在膜上的任何細菌，我們都知道是個不錯的選擇。” 最好的候選者是一種新發現的嗜鐵藍藻，他暫時將其命名為嗜鐵鉤球藻。
為了在生物反應器內部傳播一點陽光，貝勒斯求助於橡樹嶺國家實驗室的科學家。他們開發了一種使用拋物面鏡收集陽光並透過塑膠光纖電纜傳輸陽光的系統。橡樹嶺系統通常用於提供辦公室或工廠照明，經過改裝後可使用“發光板”，即直接將陽光發射到生物反應器藻類螢幕上的丙烯酸塑膠板。 “細菌只利用大約 10% 的全強度陽光，”橡樹嶺的鄧肯·厄爾說。 “這使我們能夠利用一平方米的陽光將其分散到 10 平方米的發光板上。”
一個大問題是如何處理生物反應器產生的大量藻類；如果嗜鐵鉤球藻釋放到黃石公園之外，可能會構成入侵物種。 “這絕對是缺點之一，”貝勒斯承認。目前的計劃是自動沖洗並收集多餘的藻類，這些藻類可能用作燃料。
利用藻類光合作用來對抗汙染的想法並不新鮮。位於馬薩諸塞州劍橋市的 GreenFuel Technologies 公司一直在馬薩諸塞理工學院一家燃氣-石油 21 兆瓦發電廠的屋頂上測試 30 個生物反應器。它的方法也依賴於自然陽光，但有一個變化：GreenFuel 公司不是將陽光轉移到藻類，而是將藻類在陽光下和陽光外旋轉，這個過程稱為光調製，GreenFuel 公司的聯合創始人艾薩克·伯津解釋說。然而，貝勒斯更喜歡他的光纖系統，因為它佔用的“面積”較小，只需要十分之一的陽光。
目前，貝勒斯有一個原型機每分鐘處理 140 立方米的煙道氣，相當於 50 輛汽車或一座 3 兆瓦發電廠的排放量。如果使用田納西河谷管理局發電廠的測試成功，貝勒斯希望到 2010 年能夠執行一個全尺寸的生物反應器，其中 125 萬平方米的藻類螢幕能夠處理 10 兆瓦發電廠的輸出。