Con el fin de evitar que las concentraciones de CO2 en la atmósfera se eleven a  niveles inaceptables, el dióxido de carbono puede separarse del gas de combustión, por ejemplo, una central eléctrica y posteriormente secuestrarse. Se han propuesto diversas tecnologías para el secuestro de dióxido de carbono, tales como almacenamiento en campos de gas empobrecido, océanos y acuíferos. Una ruta de secuestro alternativa es la llamada ruta de "retención de CO2 mineral" en la cual el CO2 se almacena químicamente en carbonatos sólidos por la carbonatación de minerales. Como material de alimentación mineral, se pueden usar rocas ricas en silicatos alcalinos térreos. Los ejemplos son olivina (MgSiO4) y wollastonita (CaSiO3). El secuestro de CO2 mineral tiene algunas ventajas fundamentales en comparación con otras rutas de secuestro.  

Los productos formados son termodinámicamente estables y por lo tanto el secuestro de CO2 es permanente y seguro. Además, la capacidad de secuestro es grande debido a que hay grandes depósitos de materias primas adecuados disponibles en todo el mundo. Finalmente, las reacciones de carbonatación son exotérmicas y se producen espontáneamente en la naturaleza. Sin embargo, las velocidades de reacción del proceso en condiciones atmosféricas son demasiado lentas para un proceso industrial. Por lo tanto, la investigación se centra en el aumento de la tasa de reacción con el fin de obtener un proceso industrial viable.

La optimización de las condiciones del proceso está limitada por la termodinámica del proceso. Aumentar la temperatura y la presión de CO2 acelera la velocidad de reacción, pero el CO2 gaseoso es favorecido sobre los carbonatos minerales a altas temperaturas. El uso de agua u otro disolvente para extraer el componente reactivo de la matriz acelera el proceso.

El pretratamiento del mineral mediante la reducción del tamaño y la activación térmica o mecánica y la optimización de la química de la solución dan lugar a mejoras importantes de la velocidad de reacción. Durante los últimos años, los experimentos a escala de laboratorio han demostrado mejoras importantes de las tasas de conversión mediante el desarrollo de diversas vías de proceso y la optimización de las condiciones del proceso. La ruta más prometedora disponible parece ser la vía acuosa directa, para la cual se han mostrado velocidades de reacción razonables en condiciones de proceso viables.

Aspectos importantes del secuestro de CO2 mineral son el transporte de los materiales involucrados y el destino de los productos. Los costos de transporte pueden minimizarse transportando el dióxido de carbono hacia una planta de secuestro mineral situada cerca de la mina de alimentación. Los productos carbonatados se pueden utilizar para la recuperación de minas y las aplicaciones de construcción.

Desafortunadamente, sólo se han publicado algunas estimaciones aproximadas de los costos y no existen en la literatura análisis detallados de los costos de las rutas de proceso más prometedoras. Por lo tanto, en la actualidad, no hay suficiente conocimiento para concluir si un proceso rentable y enérgicamente aceptable será factible.

El secuestro de carbono mineral es una opción a más largo plazo en comparación con otras rutas de secuestro, pero sus ventajas fundamentales justifican la investigación adicional. Los principales problemas que deben resolverse para permitir una implementación a gran escala son el consumo de energía del proceso, las tasas de reacción y el impacto ambiental del secuestro de CO2 mineral. Por último, se reconoce el uso de desechos sólidos alcalinos como materia prima alternativa para el calcio o el magnesio y merece una mayor investigación. (J.C. Chau) (2004)

Las técnicas de captura de dióxido de carbono, tales como lavado de aminas para tratar gases de combustión de generadores eléctricos a base de combustibles fósiles y tecnologías de absorción de membranas, tamices moleculares y desecantes. Se ha ilustrado que estas técnicas de captura y secuestro no son económicamente viables.

El secuestro de dióxido de carbono demostró ser un problema desafiante. Técnicas de inyección geológica y oceánica han sido ilustradas y explicadas como no sostenibles. Se ha explicado que el proceso natural de fotosíntesis, que puede utilizarse para fijar el dióxido de carbono y producir subproductos útiles de manera sostenible, es viable, y el diseño de un sistema foto-biorreactor activado por energía solar para la fijación de dióxido de carbono Fue ilustrado como técnicamente factible.

Se ha ilustrado que un estanque de 4000 m3 bajo los ciclos naturales de exposición a la luz diaria podría secuestrar hasta 2,2 ktonne de CO2 por año. La etapa inicial para una operación de secuestro de CO2 a gran escala sería diseñar un sistema fotobiorreactor a escala de laboratorio. El sistema haría uso de un proceso natural mediante el cual los microorganismos fijan fotosínticamente el dióxido de carbono en productos útiles de biomasa, oxígeno e hidrógeno.

Los principales componentes de este sistema energizado solar son la recogida, transmisión y entrega de la energía luminosa recogida. Con base en la información de la revisión de la literatura, el sistema de recogida puede consistir en un dispositivo de concentración solar tal como un dispositivo de lente de Fresnel o un concentrador parabólico/ de canal. La forma más eficaz y eficiente de transmitir esta luz sería mediante el uso de una red de fibra óptica. La entrega de esta energía luminosa al reactor dependería principalmente de las dimensiones del reactor.

Un diseño eficaz es el de la fibra óptica ligada a una pirex ahusada o placa de vidrio que dispersaría la luz a lo largo de la superficie de la placa. En comparación con otras opciones de mitigación de gases de efecto invernadero, como la fecundación oceánica, la inyección oceánica o geológica, la solución fotosintética cuando se amplía presentaría una sostenible tanto en el plano medio ambiental como económico.