Umělá fotosyntéza se solárními panely usiluje o překonání omezení biologické fotosyntézy, včetně nízké účinnosti zachycování sluneční energie a špatného snižování oxidu uhličitého, a mohl by poskytnout alternativní cestu pro produkci potravin.
Produkce potravin je nakonec omezena účinností přeměny energie fotosyntézy, takže nová studie využívá solární panely, aby poskytla první řešení tohoto problému.
Sbohem fotosyntéze
Proces fotosyntéza je klíčová v našem životě . Rostliny využívají k růstu sluneční světlo, vodu a oxid uhličitý a lidé pak tyto rostliny jedí přímo nebo poté, co se stanou součástí zvířete, houby nebo čehokoli jiného, co rádi jíme. Veškerá energie, která končí v našem těle, začíná slunečním světlem zachyceným rostlinami prostřednictvím fotosyntézy.
Solární panely
Podle vědeckých výpočtů však rostliny jsou velmi špatné v přeměně slunečního záření na růst , přeměňující sluneční světlo a oxid uhličitý na biomasu pouze s 1% účinnost .
Robert Jinkerson, profesor na University of California, Riverside, to poznamenal nízká účinnost fotosyntézy a pokusil se to zkonstruovat. Pokud dokážeme vymáčknout více energie z každého čtverečního centimetru slunečního světla, můžeme snížit celkové množství půdy, kterou potřebujeme k pěstování potravin.
„Naším konečným cílem je změnit způsob, jakým přemýšlíme o pěstování plodin a zemědělství. Pokud dokážeme být efektivnější s plochou potřebnou k produkci potravin potřebných pro lidstvo, pak můžeme přeměnit zemědělskou půdu na přírodní půdu.“
Elektrolýza: solární panely pro krmení plodin
Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, by mohlo být pěstování plodin ve tmě pomocí elektřiny poskytované společností solární panely, které jsou při přeměně slunečního záření na energii mnohonásobně účinnější než rostliny .
Prostřednictvím tohoto procesu zvaného elektrolýza se používají solární panely pohánět stroj, který přeměňuje oxid uhličitý, elektřinu a vodu na acetát , molekula, kterou lze zředit vodou a použít ke krmení rostlin. Touto směsí pak krmili řasy, kvasinky, houby a výběr běžně pěstovaných rostlin.
Schéma elektrolýzy
Nejpřekvapivější bylo, že plodiny také spotřebovávaly acetát a rostly, ačkoli rostly v naprosté tmě, i když to mělo jeden háček: dát rostlinám dostatek octanu, aby mohly růst, skončilo pro ně toxicky, takže i když rostliny technicky mohou růst na acetátu, nedaří se jim na něm.
Jinkerson věří, že pokud vědci najdou způsob, jak pěstovat rostliny, které skutečně prosperují z acetátu, mohl by to být pro vertikální farmy mnohem energeticky účinnější způsob, jak přesměrovat elektřinu na výrobu acetátu spíše než na osvětlení.
Pěstování rostlin ve tmě může být užitečné v místech, kde je nedostatek energie a prostoru, například při kosmickém letu na Mars, ale není vhodné pro většinu plodin na Zemi. Jinkersonův projekt byl jeden z vítězů první fáze soutěže NASA Deep Space Food Challenge . V další fázi tým postaví prototyp zařízení na pěstování potravin, které bude sdílet s vesmírnou agenturou, což může být krok vpřed pro náš budoucí život na jiné planetě.
