9.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
10 Solar Chemistry and CO 2 Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
10.2 Utilization of Solar Energy for Driving Chemical
Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
10.3 The Solar Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
10.4 Photochemical Reactions for CO 2 Conversion . . . . . . . . . . . . . 180
10.5 PV-Driven Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
10.5.1 Electrochemical Reduction of CO 2 . . . . . . . . . . . . . . . 186
10.5.2 Photoelectrochemical Reduction of CO 2 . . . . . . . . . . . 187
10.5.3 Electrochemical and Photoelectrochemical
Processes Coupled with Biosystems . . . . . . . . . . . . . . 188
10.6 High-Temperature Processes Driven by Solar Power
Concentrators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
11 Enhancing Nature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
11.2 Direct and Indirect Use of Biomass as Source of Energy
and the Enhanced CO 2 Fixation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
11.2.1 Production of Fuels and Chemicals from Aquatic
Biomass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
11.2.2 Production of Fuels and Chemicals from Terrestrial
Biomass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
11.3 Carbon Dioxide and Biotechnologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
11.4 Bioelectrochemical Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
11.5 Integration of Catalysis and Biotechnology . . . . . . . . . . . . . . . . 211
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
12 The CO 2 Revolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
12.1 Is CO 2 Majorly Responsible for Climate Change? . . . . . . . . . . 219
12.2 The Carbon Dioxide Revolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Appendix A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Appendix B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Appendix C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Appendix D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Appendix E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
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References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
10 Solar Chemistry and CO 2 Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
10.2 Utilization of Solar Energy for Driving Chemical
Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
10.3 The Solar Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
10.4 Photochemical Reactions for CO 2 Conversion . . . . . . . . . . . . . 180
10.5 PV-Driven Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
10.5.1 Electrochemical Reduction of CO 2 . . . . . . . . . . . . . . . 186
10.5.2 Photoelectrochemical Reduction of CO 2 . . . . . . . . . . . 187
10.5.3 Electrochemical and Photoelectrochemical
Processes Coupled with Biosystems . . . . . . . . . . . . . . 188
10.6 High-Temperature Processes Driven by Solar Power
Concentrators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
11 Enhancing Nature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
11.2 Direct and Indirect Use of Biomass as Source of Energy
and the Enhanced CO 2 Fixation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
11.2.1 Production of Fuels and Chemicals from Aquatic
Biomass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
11.2.2 Production of Fuels and Chemicals from Terrestrial
Biomass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
11.3 Carbon Dioxide and Biotechnologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
11.4 Bioelectrochemical Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
11.5 Integration of Catalysis and Biotechnology . . . . . . . . . . . . . . . . 211
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
12 The CO 2 Revolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
12.1 Is CO 2 Majorly Responsible for Climate Change? . . . . . . . . . . 219
12.2 The Carbon Dioxide Revolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Appendix A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Appendix B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Appendix C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Appendix D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Appendix E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
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