自然界中的碳循环靠自养生物和异养生物协作完成。自养生物将空气中的二氧化碳(无机碳)固定为有机碳，异养生物再将有机碳氧化为无机碳。
细胞学院通过模拟生物碳循环中的重要环节，人工实现从无机碳到有机碳的转变。
人工可控碳循环将填补太空实验舱中碳循环空缺，真正意义上实现太空舱内有所物质循环使用，自给自足，为人类探索宇宙奠定基础。
(二)人工可控碳循环流程简要
第一，人工模拟叶绿体光合作用机制，将二氧化碳转化为葡萄糖。
第二，人工模拟叶绿体淀粉合成机制，用单糖合成多糖，以方便后期储存及利用。
第三，人工合成的多糖可进一步加工成太空食物。
第四，人工模拟线粒体三羧酸循环机制，将化学能转化为电能。
(三)细胞学院科研项目进展
通过20年不断研究，细胞学院基本能够在宏观层面，利用太阳能将二氧化碳转化为葡萄糖。同时利用葡萄糖的氧化反应，将化学能转化为电能。
这一技术将于2073年4月，在实践五十号卫星中进行太空模拟实验。。
一旦实验成功，人类将在独立系统中首次实现人工模拟碳循环。
人工可控碳循环不但可以为宇航员提供食物，还能在光能充足的情况下将光能转化为可长期储存的化学能。当光能稀缺时，糖可作为燃料发电，将化学能转化为电能。