Besin Üretimini Daha Enerji Verimli Hale Getirmek İçin Geliştirilen Suni Fotosentez

Araştırmacılar, biyolojik fotosentez ihtiyacını tamamen ortadan kaldırmanın ve suni fotosentez kullanarak güneş ışığından bağımsız besin yaratmanın bir yolunu buldular. Emek verme Nature Food dergisinde gösterildi.Araştırmacılar karbon dioksit, elektrik ve suyu sirkenin ana bileşeni olan asetata dönüştürmek için iki aşamalı bir elektrokatalitik süreç kullandılar. Besin üreten organizmalar ondan sonra büyümek için karanlıkta asetat tüketirler. Elektrokatalize güç sağlamak için elektriği üretmek için güneş panelleri ile beraber bu hibrit organik-inorganik sistem, güneş ışığının yiyeceğe dönüşüm verimliliğini, bazıları için 18 kata kadar daha verimli hale getirebilir. UC Riverside’da kimya ve çevre mühendisliği destek doçenti olan ilgili yazar Robert Jinkerson, “Yaklaşımımızla, normalde biyolojik fotosentezin dayattığı sınırları aşabilecek yeni bir besin üretme yolu belirlemeye çalıştık” dedi. Sistemin tüm bileşenlerini bir araya getirerek, elektrolizörün çıktısı, besin üreten organizmaların büyümesini desteklemek için optimize edildi. Elektrolizörler, karbondioksit şeklinde ham maddeleri yararlı moleküllere ve ürünlere dönüştürmek için elektrik kullanan cihazlardır. Kullanılan tuz miktarı azaltılırken üretilen asetat miktarı artırıldı, bu da bugüne dek bir elektrolizörde üretilen en yüksek asetat seviyelerine yol açtı. Delaware Üniversitesi’nden ilgili yazar Feng Jiao, laboratuvarımızda, geleneksel CO2 elektroliz yollarıyla erişilemeyen asetata karşı yüksek bir seçicilik elde etmeyi başardık” dedi. yeşil algler, maya ve mantar üreten mantar miselyumu da dahil olmak suretiyle direkt asetat bakımından varlıklı elektrolizör çıkışında karanlık. Bu teknoloji ile alg üretmek, fotosentetik olarak yetiştirmekten ortalama dört kat daha çok enerji verimlidir. Maya üretimi, tipik olarak mısırdan elde edilmiş şeker kullanılarak yetiştirildiğinden ortalama 18 kat daha çok enerji verimlidir.” Milyonlarca yıl ilkin gerçekleşen biyolojik fotosentezin bir ürünü olan petrolden elde edilmiş bitkiler yada girdiler. Bu teknoloji, biyolojik fotosenteze dayanan besin üretimine kıyasla güneş enerjisini gıdaya dönüştürmek için daha verimli bir yöntemdir” dedi. Jinkerson Laboratuvarı’nda doktora talibi ve çalışmanın baş yazarı olan Hann. Bu değişen teknolojinin ekin bitkileri yetiştirmek için kullanılma potansiyeli de araştırıldı. Börülce, domates, tütün, pirinç, kanola ve yeşil bezelye karanlıkta yetiştirildiklerinde asetattan gelen karbonu kullanabildiler.” Geniş bir ürün yelpazesinin sağladığımız asetatı alıp ana moleküler yapının içine yerleştirebileceğini keşfettik. bir organizmanın büyümesini ve gelişmesini engeller. Şu anda üstünde çalıştığımız bazı ıslah ve mühendislikle, mahsul verimini çoğaltmak için fazladan bir enerji deposu olarak asetatlı mahsuller yetiştirebiliriz,” diyor doktora talibi Marcus Harland-Dunaway. Jinkerson Lab ve çalışmanın baş yazarı. Suni fotosentez, tarımı güneşe tamamen bağımlı olmaktan kurtararak, antropojenik iklim değişikliğinin dayattığı giderek zorlaşan koşullar altında besin yetiştirmek için sayısız olasılığın kapısını açıyor. Kuraklık, sel ve azalan arazi mevcudiyeti, insanoğlu ve hayvanlar için daha azca kaynak yoğun, kontrollü ortamlarda yetişirse, küresel besin güvenliği için daha azca tehdit olacaktır. Mahsuller ek olarak şehirlerde ve şu anda ziraat için uygun olmayan öteki alanlarda yetiştirilebilir ve hatta gelecekteki uzay kaşifleri için yiyecek sağlayabilir.”Besin üretmek için suni fotosentez yaklaşımlarını kullanmak, insanları besleme şeklimiz için bir paradigma kayması olabilir. Besin üretiminin verimliliğini artırarak , daha azca toprağa gereksinim duyulur, bu da tarımın çevre üstündeki tesirini azaltır. Ve uzay şeklinde geleneksel olmayan ortamlardaki ziraat için, artan enerji verimliliği daha azca girdiyle daha çok mürettebat üyesinin beslenmesine destek olabilir” dedi Jinkerson. Gıdaya bu yaklaşım Üretim, NASA’nın Deep Space Food Challenge’a sunuldu ve burada Faz I birincisi oldu. Deep Space Food Challenge, uzun soluklu uzay görevleri için minimum girdi gerektiren ve güvenli, besleyici ve leziz besin çıktılarını en üst düzeye çıkaran yeni ve oyunun kurallarını değiştiren besin teknolojileri yaratmak için takımlara ödüllerin verildiği internasyonal bir yarışmadır.” Bigün dev gemiler hayal edin. karanlıkta ve Mars’ta domates yetiştirmek – bu gelecekteki Marslılar için ne kadar kolay olurdu?” UC Riverside Nebat Dönüşüm Araştırma Merkezi direktörü ortak yazar Martha Orozco-Cardenas dedi.

Teknoloji Haberleri