Fosforiano
de Gaullista
La investigación, publicada en Nature Food, utiliza un proceso electrocatalítico de dos pasos para convertir el dióxido de carbono, la electricidad y el agua en acetato, la forma del componente principal del vinagre. Los organismos productores de alimentos luego consumen acetato en la oscuridad para crecer.
"Con nuestro enfoque, buscamos identificar una nueva forma de producir alimentos que pudiera romper los límites normalmente impuestos por la fotosíntesis biológica", señaló Robert Jinkerson, profesor asistente de ingeniería química y ambiental de UC Riverside.
Para integrar todos los componentes del sistema, se optimizó la salida del electrolizador para apoyar el crecimiento de organismos productores de alimentos. Los electrolizadores son dispositivos que usan electricidad para convertir materias primas como el dióxido de carbono en moléculas y productos útiles. La cantidad de acetato producido aumentó mientras que la cantidad de sal utilizada disminuyó, lo que dio lugar a los niveles más altos de acetato jamás producidos en un electrolizador hasta la fecha.
"Usando una configuración de electrólisis de CO2 en tándem de dos pasos de última generación desarrollada en nuestro laboratorio, pudimos lograr una alta selectividad hacia el acetato al que no se puede acceder a través de las rutas convencionales de electrólisis de CO2", explicó Feng Jiao, de la Universidad de Delaware.
Los experimentos demostraron que una amplia gama de organismos productores de alimentos se pueden cultivar en la oscuridad directamente en la salida del electrolizador rico en acetato, incluidas las algas verdes, la levadura y el micelio fúngico que produce hongos. Producir algas con esta tecnología es aproximadamente cuatro veces más eficiente energéticamente que cultivarlas fotosintéticamente. La producción de levadura es aproximadamente 18 veces más eficiente energéticamente que la forma en que se cultiva típicamente con azúcar extraída del maíz.
También se investigó el potencial de emplear esta tecnología para cultivar plantas. El caupí, el tomate, el tabaco, el arroz, la canola y el guisante verde pudieron utilizar el carbono del acetato cuando se cultivaron en la oscuridad.
"Descubrimos que una amplia gama de cultivos podría tomar el acetato que proporcionamos y convertirlo en los principales bloques de construcción moleculares que un organismo necesita para crecer y prosperar. Con algo de mejoramiento e ingeniería en los que estamos trabajando actualmente, podríamos ser capaces de producir cultivos con acetato como fuente de energía adicional para aumentar el rendimiento de los cultivos", dijo Marcus Harland-Dunaway, también coautor de la investigación.
"La fotosíntesis artificial para producir alimentos podría ser un cambio de paradigma sobre cómo alimentar a las personas. Al aumentar la eficiencia de la producción de alimentos, se necesita menos tierra, lo que reduce el impacto que tiene la agricultura en el medio ambiente. Y para la agricultura en entornos no tradicionales, como el espacio exterior, la mayor eficiencia energética podría ayudar a alimentar a más miembros de la tripulación con menos insumos", dijo Jinkerson.
Este enfoque de la producción de alimentos se presentó al Deep Space Food Challenge de la NASA, donde resultó ganador de la Fase I. Deep Space Food Challenge es una competencia internacional en la que se otorgan premios a los equipos para crear tecnologías alimentarias novedosas y revolucionarias que requieren insumos mínimos y maximizan la producción de alimentos seguros, nutritivos y sabrosos para misiones espaciales de larga duración.
"Imagine algún día naves gigantes cultivando plantas de tomates en la oscuridad y en Marte, ¿cuánto más fácil sería eso para los futuros marcianos?" dijo la coautora Martha Orozco-Cárdenas, directora del Centro de Investigación de tras*formación de Plantas de UC Riverside.
Estudio de referencia: A hybrid inorganic–biological artificial photosynthesis system for energy-efficient food production - Nature Food
FUENTE Revolucionario descubrimiento: fotosíntesis artificial para cultivar sin luz
"Con nuestro enfoque, buscamos identificar una nueva forma de producir alimentos que pudiera romper los límites normalmente impuestos por la fotosíntesis biológica", señaló Robert Jinkerson, profesor asistente de ingeniería química y ambiental de UC Riverside.
Para integrar todos los componentes del sistema, se optimizó la salida del electrolizador para apoyar el crecimiento de organismos productores de alimentos. Los electrolizadores son dispositivos que usan electricidad para convertir materias primas como el dióxido de carbono en moléculas y productos útiles. La cantidad de acetato producido aumentó mientras que la cantidad de sal utilizada disminuyó, lo que dio lugar a los niveles más altos de acetato jamás producidos en un electrolizador hasta la fecha.
"Usando una configuración de electrólisis de CO2 en tándem de dos pasos de última generación desarrollada en nuestro laboratorio, pudimos lograr una alta selectividad hacia el acetato al que no se puede acceder a través de las rutas convencionales de electrólisis de CO2", explicó Feng Jiao, de la Universidad de Delaware.
Los experimentos demostraron que una amplia gama de organismos productores de alimentos se pueden cultivar en la oscuridad directamente en la salida del electrolizador rico en acetato, incluidas las algas verdes, la levadura y el micelio fúngico que produce hongos. Producir algas con esta tecnología es aproximadamente cuatro veces más eficiente energéticamente que cultivarlas fotosintéticamente. La producción de levadura es aproximadamente 18 veces más eficiente energéticamente que la forma en que se cultiva típicamente con azúcar extraída del maíz.
También se investigó el potencial de emplear esta tecnología para cultivar plantas. El caupí, el tomate, el tabaco, el arroz, la canola y el guisante verde pudieron utilizar el carbono del acetato cuando se cultivaron en la oscuridad.
"Descubrimos que una amplia gama de cultivos podría tomar el acetato que proporcionamos y convertirlo en los principales bloques de construcción moleculares que un organismo necesita para crecer y prosperar. Con algo de mejoramiento e ingeniería en los que estamos trabajando actualmente, podríamos ser capaces de producir cultivos con acetato como fuente de energía adicional para aumentar el rendimiento de los cultivos", dijo Marcus Harland-Dunaway, también coautor de la investigación.
"La fotosíntesis artificial para producir alimentos podría ser un cambio de paradigma sobre cómo alimentar a las personas. Al aumentar la eficiencia de la producción de alimentos, se necesita menos tierra, lo que reduce el impacto que tiene la agricultura en el medio ambiente. Y para la agricultura en entornos no tradicionales, como el espacio exterior, la mayor eficiencia energética podría ayudar a alimentar a más miembros de la tripulación con menos insumos", dijo Jinkerson.
Este enfoque de la producción de alimentos se presentó al Deep Space Food Challenge de la NASA, donde resultó ganador de la Fase I. Deep Space Food Challenge es una competencia internacional en la que se otorgan premios a los equipos para crear tecnologías alimentarias novedosas y revolucionarias que requieren insumos mínimos y maximizan la producción de alimentos seguros, nutritivos y sabrosos para misiones espaciales de larga duración.
"Imagine algún día naves gigantes cultivando plantas de tomates en la oscuridad y en Marte, ¿cuánto más fácil sería eso para los futuros marcianos?" dijo la coautora Martha Orozco-Cárdenas, directora del Centro de Investigación de tras*formación de Plantas de UC Riverside.
Estudio de referencia: A hybrid inorganic–biological artificial photosynthesis system for energy-efficient food production - Nature Food
FUENTE Revolucionario descubrimiento: fotosíntesis artificial para cultivar sin luz
