因應全球的減碳壓力持續增強及台灣溫室氣體減量法付諸實施的情境下，張嘉修教授致力於開發以微藻(microalgae)進行CO₂減量及再利用為主軸的生物固碳、生質能源與生物精煉(biorefinery)技術，不但能以最自然且無污染的方法減碳，並朝向利用減碳產生的微藻料源，生產第三代生質燃料及延伸高價產品之方向邁進，與中鋼公司、中油公司、工研院、花蓮石資中心、綠茵生技公司、中央畜牧場以及納諾科技公司合作，開發微藻煙道氣CO₂減量技術、微藻生質能產製技術及微藻高價產品生產技術(如色素、DHA、EPA、水產養殖飼料等)，並建立畜牧廢水創新循環經濟模式，擁有豐碩之學術成果與產業合作績效。張教授目標在於開發可商業化之微藻循環經濟(microalgae-based circular economy)及海洋農場(ocean farming)創新技術，不但可貢獻於二氧化碳減量與廢水減廢，並企圖利用豐富的海洋資源(主要為微藻)開發燃料、糧食與民生化學品，希望為地狹人稠且四面環海的台灣，建立永續與環保之新家園。

　　藻類是自遠古以來就存在於地球的生物，因為能快速地行光合作用，而扮演著地球碳循環的重要角色。由於藻類富含豐富的碳水化合物、蛋白質、油脂及色素等有用的成分，因此近年來被認為是生質能源與生物精煉的重要料源，自2008年起，全球藻類的相關研究及專利應用急遽地增加。

　　張嘉修教授自2008年以來，藉由參與科技部能源國家型計畫及經濟部學研計畫等大型計畫的資助，建立了藻類生物精煉及碳再利用的國際頂尖團隊。已從台灣河川、湖泊與海域中，分離篩選出接近三百株本土性微藻株，建立台灣功能性本土微藻基因庫並進行所收集藻種之應用與商業化，在成功大學安南校區建構國內最大的微藻生物精煉模廠，並成功地進行戶外開放式培養，生產規模達百噸以上，以符合商業化之需求。所生產的產品除了生質柴油、生質酒精與生質氫氣等生物燃料，也開發其他藻類相關產業如功能性食品、微藻色素、藻類多醣體、動物及水產養殖飼料等，近期所開發的微藻葉黃素及微藻蛋白質生產技術，已成功技術轉移給國內外生物科技公司。

　　此外，張教授也於2009年開始與交通大學林志生教授合作，在中鋼公司高雄廠區，建立了台灣首座噸級煙道氣微藻自動化養殖模場，並與中鋼公司與中油公司合作開發藻類CO₂減量及再利用技術，負責微藻減碳展示模廠之自動化。除此之外，目前正與納諾科技股份有限公司合作開發煙道氣淨化及二氧化碳高值化再利用之商業化技術，並完成一千萬台幣的技術轉移。

　　同時，張教授也致力於籌建綠色循環經濟示範園區，結合微藻養殖、環境減廢及再生能源生產，並開發高值化產品。目前針對以不同的廢水與廢氣進行微藻養殖，發現其極具可行性與應用潛力，不但能同時降低二氧化碳及廢水中之污染物，且所得到之微藻藻體，因具高營養成分及高熱值，還可進行後續利用。本團隊目前也與國內外大型畜牧業者合作，開發結合沼氣發電與微藻養殖進行養豬廢水循環再利用技術，實現完整的創新畜牧廢水循環經濟模式。

　　近年來，張教授更以獨步的藻種優勢，踏入水產養殖領域，強調以生態平衡概念進行白蝦、草蝦及斑節蝦養殖，利用多種可促進蝦類生長的微藻及益生菌作為蝦的『保健食品』，打造出優質的養殖環境，增強蝦體對環境的抵抗力，過程中不添加任何抗生素及藥物，以達到無毒無污染的蝦類養殖程序，近期也成功開發以微藻進行高採收率文蛤養殖的商業化技術。微藻在水產養殖的應用除了已獲得天使創投的青睞及投資之外，並與日本沖繩的OPBIO Factory Co., Ltd.以及馬來西亞廠商簽訂合作意願書，將微藻應用水產養殖技術推向國際，增加台灣國際競爭力。