Fotosintesi artificiale: gli scienziati hanno trovato il modo per produrre cibo senza luce solare

Una recente ricerca ha individuato un metodo alquanto innovativo e all’avanguardia per produrre cibo senza sfruttare la luce solare: si tratta del processo noto come fotosintesi artificiale

©Marcus Harland-Dunaway/UCR

La fotosintesi si è evoluta nelle piante per milioni di anni per trasformare l’acqua, l’anidride carbonica e l’energia della luce solare in biomassa vegetale e negli alimenti che mangiamo.

Questo processo, tuttavia, è molto inefficiente, con solo l’1% circa dell’energia trovata nella luce solare che finisce nella pianta.

Gli scienziati della UC Riverside e dell’Università del Delaware hanno trovato un modo per aggirare del tutto la necessità della fotosintesi biologica, e creare cibo indipendente dalla luce solare utilizzando la fotosintesi artificiale.

Lo studio

La ricerca, pubblicata su Nature Food, utilizza un processo elettrocatalitico in due fasi per convertire anidride carbonica, elettricità e acqua in acetato, la forma del componente principale dell’aceto.

Gli organismi produttori di cibo consumano, quindi, acetato al buio per crescere. Questo sistema ibrido organico-inorganico potrebbe aumentare l’efficienza di conversione della luce solare in cibo, fino a 18 volte più efficiente per alcuni alimenti.

L’autore corrispondente Robert Jinkerson, assistente professore di ingegneria chimica e ambientale della UC Riverside ha affermato:

Con il nostro approccio abbiamo cercato di identificare un nuovo modo di produrre cibo che potesse superare i limiti normalmente imposti dalla fotosintesi biologica.

L’autore corrispondente Feng Jiao dell’Università del Delaware ha continuato:

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.

Gli esperimenti hanno dimostrato che un’ampia gamma di organismi per la produzione alimentare può essere coltivata al buio, tra cui alghe verdi, lievito e micelio fungino che produce funghi.

La produzione di alghe con questa tecnologia è circa quattro volte più efficiente dal punto di vista energetico, rispetto alla coltivazione fotosintetica.

Allo stesso tempo, anche la produzione di lievito è circa 18 volte più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a come viene generalmente coltivato utilizzando lo zucchero estratto dal mais.

È stato anche studiato il potenziale per l’utilizzo di questa tecnologia per coltivare piante, come fagioli, pomodoro, tabacco, riso, colza e piselli.

I ricercatori hanno sottolineato che con un po’ di allevamento e ingegneria, su cui stanno attualmente lavorando, potremmo essere in grado di coltivare colture con acetato come fonte di energia aggiuntiva per aumentare i raccolti.

Liberando l’agricoltura dalla completa dipendenza dal sole, la fotosintesi artificiale apre le porte a innumerevoli possibilità di coltivazione di cibo nelle condizioni sempre più difficili imposte dai cambiamenti climatici.

La siccità, le inondazioni e la ridotta disponibilità di terra rappresenterebbero una minaccia minore per la sicurezza alimentare globale, se le colture per l’uomo e gli animali crescessero in ambienti controllati e meno dispendiosi in termini di risorse.

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Fonte: Nature Food