تولید غذا در تاریکی کامل با فوتوسنتز مصنوعی

به گزارش هاگ به نقل از خبرگزاری فارس، با گذر میلیون ها سال، فرایند فتوسنتز در گیاهان تکامل یافته تا آب، دی اکسید کربن و انرژی نور خورشید به زیست توده گیاهی و غذاهایی که می خوریم تبدیل شود.

 این حال، این فرآیند بسیار ناکارآمد است و تنها حدود یک درصد از انرژی موجود در نور خورشید به گیاهان می رسد. 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 مرحله ای برای تبدیل دی اکسید کربن، الکتریسیته و آب به استات، بخش اصلی شکل دهنده به سرکه، استفاده می شود. سپس ارگانیسم های تولید کننده غذا برای رشد خود، استات را در تاریکی مصرف می کنند. 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 می زند.»

به منظور ادغام تمام اجزای سیستم با هم، خروجی الکترولیز برای کمک به رشد ارگانیسم های تولید کننده غذا بهینه شد. الکترولیزها دستگاه هایی هستند که از الکتریسیته برای تبدیل مواد خام مانند دی اکسید کربن به مولکول ها و محصولات مفید استفاده می کنند. 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 18 برابر بیشتر از روشی که به طور معمول با استفاده از شکر استخراج شده از ذرت مورد استفاده است، کارآمدی دارد.

منبع: ساینس دیلی