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AvanTIUn nuovo sistema di fotosintesi artificiale per produrre cibo senza luce solare

17.08.22 - 08:00
Una recente ricerca ha scoperto un metodo innovativo che permette di coltivare diversi prodotti vegetali al buio.
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Un nuovo sistema di fotosintesi artificiale per produrre cibo senza luce solare
Una recente ricerca ha scoperto un metodo innovativo che permette di coltivare diversi prodotti vegetali al buio.

Le piante crescono grazie al fenomeno della fotosintesi che trasforma l’acqua, l’anidride carbonica e l’energia della luce solare in biomassa vegetale e nel cibo di cui normalmente ci nutriamo. Tuttavia, questo processo è piuttosto inefficiente in quanto solo l’1% circa dell’energia ricavata dalla luce solare finisce nella pianta. Oggi, però, un team di scienziati della UC Riverside e dell’Università del Delaware ha trovato un modo per superare i limiti della fotosintesi biologica e creare cibo a prescindere dalla luce solare adoperando la fotosintesi artificiale.

Il nuovo studio, pubblicato sulla rivista Nature Food, si basa su un processo elettrocatalitico, diviso in due fasi, in grado di trasformare l’anidride carbonica, l’elettricità e l’acqua in acetato, la forma del componente principale dell’aceto. Gli organismi produttori di cibo, quindi, per crescere al buio consumano acetato. Il sistema funziona in combinazione con l’utilizzo di pannelli solari per generare elettricità che alimenta l’elettrocatalisi. Si tratta di un sistema «ibrido organico-inorganico» che potrebbe aumentare l’efficienza di conversione della luce solare in cibo, secondo i ricercatori fino a 18 volte più efficiente per alcuni tipi di alimenti.

“Con il nostro approccio abbiamo cercato d'identificare un nuovo modo di produrre cibo che potesse superare i limiti normalmente imposti dalla fotosintesi biologica”, ha affermato Robert Jinkerson, assistente professore d'ingegneria chimica e ambientale della UC Riverside. «Utilizzando una configurazione di elettrolisi di CO2 in tandem all’avanguardia sviluppata nel nostro laboratorio, siamo stati in grado di ottenere un’elevata selettività nei confronti dell’acetato a cui non è possibile accedere attraverso percorsi di elettrolisi di CO2 convenzionali», ha continuato Feng Jiao dell’Università del Delaware.

Gli esperimenti hanno dimostrato che è possibile coltivare al buio un’ampia gamma di organismi per la produzione alimentare, tra cui alghe verdi, lievito e micelio fungino che produce funghi. Con questa tecnologia la produzione di alghe è circa quattro volte più efficiente dal punto di vista energetico rispetto alla coltivazione fotosintetica, mentre la produzione di lievito è circa 18 volte più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a come viene generalmente coltivato usando lo zucchero estratto dal mais.

Gli scienziati hanno anche studiato il potenziale che questa tecnologia possiede per coltivare piante come fagioli, pomodoro, tabacco, riso, colza e piselli. Inoltre, con un po’ di allevamento e ingegneria, su cui si sta ora lavorando, i ricercatori potrebbero essere in grado di coltivare colture con acetato come fonte di energia aggiuntiva al fine di aumentare i raccolti.

Insomma, se grazie alla fotosintesi artificiale l’agricoltura fosse completamente libera dalla dipendenza dalla luce solare, si potrebbero aprire numerosissime possibilità di coltivazione di cibo persino nelle condizioni sempre più difficili imposte dai cambiamenti climatici. Le colture potrebbero essere coltivate anche in aree attualmente inadatte all’agricoltura oppure fornire cibo ai futuri esploratori spaziali.

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