NASA lucrează la fotosinteza artificială: cum funcționează, ce avantaje are

NASA lucrează la fotosinteza artificială: cum funcționează, ce avantaje are

Procesul de transformare a apei, al dioxidului de carbon și a luminii solare în oxigen și energie ajută plantele să se dezvolte în mod natural. Este un proces pe care oamenii de știință caută să-l folosească și să-l adapteze pentru a produce alimente, combustibil și multe altele. Iată cum vrea să facă NASA fotosinteza artificială.

Într-un nou studiu, oamenii de știință schițează o tehnică experimentală de fotosinteză artificială, care desfășoară un proces electrocatalitic în două etape, pentru a transforma dioxidul de carbon, apa și electricitatea generate de panourile solare în acetat (componenta principală a oțetului). Acest acetat poate fi apoi valorificat de către plante pentru a crește.

De fapt, sistemul pe care cercetătorii l-au proiectat aici este destinat nu doar să imite fotosinteza care are loc în natură, ci și să o îmbunătățească – în plante, doar aproximativ 1% din energia luminii solare este de fapt transformată în biomasă vegetală, în timp ce aici randamentul poate fi multiplicat de aproximativ patru ori.

Cum ar funcționa fotosinteza artificială

„Prin abordarea noastră am căutat să identificăm o nouă modalitate de producere a alimentelor care ar putea depăși limitele impuse în mod normal de fotosinteza biologică”, spune inginerul chimist și de mediu Robert Jinkerson de la Universitatea din California, Riverside.

Dispozitivul de conversie a energiei electrice sau electrolizorul dezvoltat de cercetători a trebuit să fie optimizat special pentru a acționa ca un motor de creștere pentru organismele producătoare de alimente, ceea ce a însemnat parțial creșterea cantității de acetat și scăderea cantității de sare produsă.

Experimente ulterioare ale echipei au demonstrat că electrolizorul bogat în acetat ar putea susține o varietate de organisme, inclusiv algele verzi, drojdia și miceliul, care produc ciuperci. Pentru a oferi o comparație, producția de alge este de aproximativ patru ori mai eficientă din punct de vedere energetic folosind această metodă, comparativ cu fotosinteza naturală.

Culturile de roșii, tutun, orez, canola și mazăre verde au fost toate capabile să folosească carbonul din acetat și să crească fără lumina soarelui, au arătat oamenii de știință. Procesul ar putea fi folosit în plus față de fotosinteza normală, precum și în locul acesteia.

„Am descoperit că o gamă largă de culturi ar putea prelua acetatul pe care l-am furnizat și îl pot transforma în blocurile moleculare majore de care are nevoie un organism pentru a crește și a se dezvolta”, spune Marcus Harland-Dunaway, un cercetător în botanică de la UC Riverside.

„Cu o anumită reproducere și inginerie la care lucrăm în prezent, s-ar putea să putem crește culturi cu acetat ca sursă suplimentară de energie pentru a crește randamentul culturilor”.