Фотосинтез – это процесс, без которого невозможна жизнь для всех зеленых растений. Этот процесс позволяет растениям превращать световую энергию в химическую, которая в конечном итоге приводит к образованию плодов. Несмотря на это, эффективность этого процесса в растениях довольно низкая, поскольку только около одного процента энергии солнечного света используется для создания органических веществ.

В связи с этим, ученые во всем мире работают над различными способами улучшения этого процесса. Один из таких способов – это искусственный фотосинтез, который заключается в создании искусственного комплекса, имитирующего процесс фотосинтеза в растениях. Одним из его преимуществ является возможность создания органических веществ даже в условиях полной темноты.

Такая технология также сможет обезопасить растения от болезней

Как можно вырастить растения в темноте?

Ученые применяют электрический ток для ускорения химических реакций на специальной поверхности – электроде, в процессе, который называется электрокатализом. Это позволяет преобразовывать химические элементы и электричество в ацетат – ключевой компонент. Что-то подобное используется и для выращивания в местах с отсутствием света.

Для этого ученым понадобилось сконструировать специальную систему на основе солнечных батарей, которая может вырабатывать электричество и поддерживать электрокатализ, чтобы максимизировать результаты работы. Такая система увеличивает энергию солнечного света и повышает производительность до 18 раз для некоторых видов продуктов.

Такой подход поможет выращивать растения независимо от времени суток

Такой механизм помог преодолеть природные ограничения и оптимизировать процесс. Кроме того, ученым удалось обеспечить эффективное соединение со специальным оборудованием – электолизером. Оно используется для преобразования сырья, такого как углекислый газ, в ценные частицы с помощью электричества – это обеспечивает ускоренный рост растений.

С помощью этого, им удалось добиться высшего результата и получить большее количество выделяемого ацетата. Таким образом гибридная система повышает эффективность производства и делает его более экологически чистым.

Высокая производительность системы выращивания

Согласно различным тестам, можно успешно выращивать различные виды, такие как зеленые водоросли, дрожжи и грибы, даже при низком уровне освещения или его отсутствии. Эта инновационная технология позволяет значительно повысить энергоэффективность производства водорослей и дрожжей, сократив расходы на 4 и 18 раз соответственно, по сравнению с традиционными методами фотосинтеза.

Кроме того, система не использует биологический фотосинтез, что позволяет более эффективно использовать солнечную энергию для производства пищи. Такие инновационные методы производства могут стать ключевым фактором в обеспечении продовольственной безопасности и устойчивого развития в будущем.

Высокая скорость роста обеспечит более крупный урожай

Выращивание культурных растений без фотосинтеза

Изучение потенциала искусственного фотосинтеза расширяет перспективы сельского хозяйства, и последние исследования доказывают, что многие культурные растения, включая капусту, томаты, табак, рис, канолу и зеленый горошек, могут использовать углерод из ацетата для своего роста и развития даже в отсутствие естественного освещения.

Эта технология не только позволяет выращивать растения в городах, но также способствует повышению урожайности и обеспечению продовольственной безопасности для многих людей, независимо от климатических изменений и плодородности почв.

Внедрение искусственного фотосинтеза играет ключевую роль в развитии устойчивого сельского хозяйства, сокращении зависимости от природных ресурсов. Кроме того, данная технология открывает новые возможности для выращивания растений в условиях космической эксплуатации. Это может быть особенно важно для будущих миссий на другие планеты или установок в космических станциях.

Выращивание растений на Марсе

В перспективе, эта технология может стать ключевой при освоении Марса, где наличие необходимых веществ для выращивания культур может быть недостаточным. В этом случае, использование искусственного фотосинтеза представляет эффективный способ производства продуктов питания. Более того, данная система может быть использована и для других целей.

Выращивание продуктов в космосе скоро станет явью

источник