رشد گیاهان با انرژی خورشیدی به جای فتوسنتز کارآمدتر است؟



ما چیزهای زیادی برای تشکر از فتوسنتز داریم. این فرآیند همچنین درست در ابتدای هر چیزی است که می خوریم. گیاهان برای رشد از نور خورشید، آب و دی اکسید کربن استفاده می کنند و سپس انسان ها آن گیاهان را مستقیماً می خورند یا بعد از اینکه بخشی از حیوان، قارچ یا هر چیز دیگری که ما دوست داریم در آن غذا بخوریم، می خورند. تمام انرژی ای که به بدن ما می رسد با نور خورشید که توسط گیاهان از طریق فتوسنتز جذب می شود شروع می شود. فقط یک مشکل کوچک در این سیستم وجود دارد – گیاهان در واقع در تبدیل نور خورشید به رشد بسیار بد هستند. بر اساس برخی برآوردها، گیاهان نور خورشید و دی اکسید کربن را با بازدهی کمتر از 1 درصد به زیست توده جدید تبدیل می کنند.

رابرت جینکرسون، استاد دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، کارایی ضعیف فتوسنتز را بررسی کرد و متوجه یک مشکل مهندسی شد. اگر بتوانیم انرژی بیشتری از هر اینچ مربع از نور خورشید خارج کنیم، می‌توانیم مقدار کلی زمینی را که برای رشد غذا نیاز داریم کاهش دهیم. جینکرسون می گوید: «هدف نهایی ما تغییر روشی است که در مورد چگونگی تولید محصولات کشاورزی و کشاورزی فکر می کنیم. اگر بتوانیم در زمینه تولید غذای مورد نیاز بشریت کارآمدتر باشیم، می‌توانیم زمین‌های کشاورزی را به زمین‌های طبیعی برگردانیم.»

یکی از راه‌های انجام این کار می‌تواند کشت محصولات در تاریکی با استفاده از الکتریسیته ارائه شده توسط پنل‌های خورشیدی باشد که در تبدیل نور خورشید به انرژی چندین برابر کارآمدتر از گیاهان هستند. در یک مقاله علمی جدید منتشر شده در مجله Nature Food، جینکرسون و همکارانش استفاده از پنل های خورشیدی برای تامین انرژی فرآیندی به نام الکتروکاتالیز را توصیف می کنند که مایعی را ایجاد می کند که جلبک ها، مخمرها و گیاهان می توانند به جای نور خورشید از آن برای رشد استفاده کنند.

محققان از پنل های خورشیدی برای راه اندازی دستگاهی استفاده کردند که دی اکسید کربن، الکتریسیته و آب را به استات تبدیل می کند – مولکولی که می تواند در آب رقیق شود و برای تغذیه گیاهان استفاده شود. آنها سپس این مخلوط را به جلبک ها، مخمرها، قارچ ها و مجموعه ای از گیاهان معمولی از جمله لوبیا چشم بلبلی، گوجه فرنگی، کلزا و برنج دادند. جلبک ها و مخمرها هر دو به طور موثری در مخلوط استات رشد کردند، که دقیقاً تعجب آور نیست، زیرا دانشمندان از قبل می دانند که این گونه ها می توانند استات بخورند. شگفت‌انگیزتر این بود که گیاهان زراعی نیز استات را مصرف کردند و رشد کردند، حتی اگر در تاریکی کامل رشد می‌کردند.

مقاله کامل را در www.wired.co.uk بخوانید.



منبع