無機-生物混合人工光合系統(tǒng)用于食品生產

通過光合作用利用二氧化碳、水和太陽光能生產農作物和食物是人類獲取糧食的主要途徑，但該過程非常低效，只有大約1%的太陽光能量被用于植物生長，轉化為生物質能。近日，來自美國加州大學河濱分校和特拉華大學的研究團隊在《Nature Food》上發(fā)表題為“A hybrid inorganic-biological artificial photosynthesis system for energy-efficient food production”的研究論文，報道開發(fā)了一種不依賴陽光的“人工光合作用”系統(tǒng)，并用于食物生產。

研究團隊首先開發(fā)了一個兩步電催化系統(tǒng)，將二氧化碳、電和水轉化為乙酸鹽，然后在黑暗條件下，以乙酸鹽為碳源培養(yǎng)酵母、蘑菇、綠藻等，實現(xiàn)食物合成。在這一過程中，太陽能光伏電池為電催化系統(tǒng)提供了動力。這種無機-有機混合系統(tǒng)的太陽能利用效率更加高效，以藻類、酵母培養(yǎng)為例，其太陽能轉化效率分別是自然光合作用、玉米淀粉提取培養(yǎng)方式的4倍和18倍。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，番茄、水稻、油菜、豇豆等農作物都可以在黑暗環(huán)境下利用乙酸鹽進行生長。該技術為氣候變化條件下糧食供給提供了無數(shù)可能性，為太空探險食物保障提供了新的思路。

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s43016-022-00530-x

注：此研究成果摘自《Nature Food》，文章內容不代表本網站觀點和立場，僅供參考。

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