ابداع فتوسنتز مصنوعی برای تولید غذا در تاریکی کامل

 

 با این حال، این فرآیند بسیار ناکارآمد است و تنها حدود یک درصد از انرژی موجود در نور خورشید به گیاهان می‌رسد. محققان دانشگاه کالیفرنیا، و دانشگاه دلاور راهی برای دور زدن نیاز به فتوسنتز بیولوژیکی و تولید غذای مستقل از نور خورشید با استفاده از فتوسنتز مصنوعی یافته اند.

 

در این روش، از یک فرآیند الکتروکاتالیستی دو مرحله‌ای برای تبدیل دی اکسید کربن، الکتریسیته و آب به استات، بخش اصلی شکل دهنده به سرکه، استفاده می‌شود. سپس ارگانیسم‌های تولید کننده غذا برای رشد خود، استات را در تاریکی مصرف می‌کنند. ترکیب این سیستم آلی- معدنی با صفحات خورشیدی برای تولید برق و تامین انرژی الکتروکاتالیزور می‌تواند بازده تبدیل نور خورشید به غذا را افزایش دهد که برای برخی از غذا‌ها تا ۱۸ برابر کارآمدتر است.

 

رابرت جینکرسون استادیار مهندسی شیمی و محیط زیست دانشگاه ریورساید، می‌گوید: «با این رویکرد، ما به دنبال شناسایی روش جدیدی برای تولید مواد غذایی بودیم که محدودیت‌های معمول فتوسنتز بیولوژیکی را دور می‌زند.»

 

به منظور ادغام تمام اجزای سیستم با هم، خروجی الکترولیز برای کمک به رشد ارگانیسم‌های تولید کننده غذا بهینه شد. الکترولیز‌ها دستگاه‌هایی هستند که از الکتریسیته برای تبدیل مواد خام مانند دی اکسید کربن به مولکول‌ها و محصولات مفید استفاده می‌کنند. مقدار استات تولید شده افزایش یافته در حالی که میزان نمک مصرفی کاهش یافته است، در نتیجه بالاترین سطح استات تولید شده در الکترولیز تا به امروز به دست آمده است.

 

آزمایش‌ها نشان داد که طیف وسیعی از ارگانیسم‌های تولیدکننده غذا را می‌توان در تاریکی به طور مستقیم بر روی خروجی الکترولیز غنی از استات، از جمله جلبک‌های سبز، مخمر‌ها و میسلیوم‌های قارچی که قارچ تولید می‌کنند، رشد داد. تولید جلبک با این فناوری تقریباً چهار برابر بیشتر از روش رشد فتوسنتزی کارآمدتر است. تولید مخمر به این روش هم تقریباً ۱۸ برابر بیشتر از روشی که به طور معمول با استفاده از شکر استخراج شده از ذرت مورد استفاده است، کارآمدی دارد.