Die Empa hat die Forschungsinitiative «Mining the Atmosphere» ins Leben gerufen, die darauf abzielt, überschüssiges CO₂ aus der Atmosphäre zu binden und in Baumaterialien wie Beton zu speichern. Laut Berechnungen der Empa-Forschenden könnten jährlich fünf bis zehn Milliarden Tonnen Kohlenstoff als Betonzuschlagstoffe verwendet werden – ausreichend, um den aktuellen CO₂-Überschuss innerhalb von 100 Jahren nach der Energiewende dauerhaft zu speichern und die atmosphärischen CO₂-Werte auf klimafreundliche Niveaus zu senken.
Um die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre auf das Niveau von 1988 (350 ppm) zu reduzieren, müssen schätzungsweise 400 Milliarden Tonnen Kohlenstoff entfernt werden, was etwa 1.500 Milliarden Tonnen CO₂ entspricht. Die Empa-Forschenden haben berechnet, dass dieser überschüssige Kohlenstoff bis Mitte des nächsten Jahrhunderts in Baumaterialien wie Beton gespeichert werden könnte. Diese Berechnungen basieren auf der Annahme, dass nach 2050 ausreichend erneuerbare Energie zur Verfügung steht, um CO₂ aus der Atmosphäre zu entfernen – ein sehr energieintensives Unterfangen. Diese Annahme ermöglicht es, verschiedene Szenarien zu analysieren und die Realisierbarkeit und Effizienz des «Mining the Atmosphere»-Konzepts zu bewerten. 
Ein zentrales Element der Initiative ist die Umwandlung von überschüssigem CO₂ in Methan oder Methanol, die dann weiterverarbeitet werden, um Polymere, Wasserstoff oder festen Kohlenstoff zu erzeugen. Dieser Prozess könnte nicht nur zur CO₂-Reduktion beitragen, sondern auch eine kohlenstoffbindende Wirtschaft ermöglichen, die sowohl ökologische als auch wirtschaftliche Vorteile bietet. 
Die Empa-Forschenden betonen, dass die Umsetzung dieses Konzepts weitere Fortschritte in der Materialforschung und Prozessentwicklung erfordert, insbesondere um dezentral erzeugte und schwankende erneuerbare Energien optimal zu nutzen. Zudem sind neue Geschäftsmodelle, wirtschaftliche Anreize und geeignete regulatorische Rahmenbedingungen notwendig, um eine kohlenstoffneutrale Gesellschaft zu realisieren.