Как вырастить растения там, где солнце практически не появляется? Ученые предложили амбициозную идею — выращивать растения без фотосинтеза, используя электроэнергию. Технология, известная как «электроагрокультура», может открыть новые возможности для выращивания пищи в городах, пустынях и даже в космосе. Но есть одно важное «но».
Электроагрокультура: что это и зачем она нужна?
Фотосинтез — это процесс, при котором растения превращают углекислый газ (CO2) в органические вещества. Однако исследование, опубликованное 23 октября в журнале Joule, предполагает возможность альтернативного метода: использовать электричество, чтобы обеспечивать растения питательными веществами. Это открытие позволит выращивать культуры даже в полной темноте.
Теоретически электроагрокультура могла бы освободить огромные площади, занятые сегодня полями, для восстановления лесов. К тому же, сельское хозяйство станет возможным даже в самых экстремальных условиях: от пустынь до колоний на Марсе. Но как работает эта технология?
Технология простая, но революционная
Основой процесса является электролиз — химическая реакция, вызванная электрическим током. Этот метод используют уже несколько веков, с его помощью британский химик Хамфри Дэви открыл множество элементов. Сегодня электролиз применяется для очистки металлов и даже в косметологии.
Для электроагрокультуры ученые использовали двухступенчатый метод электролиза. Сначала CO2 превращается в монооксид углерода (CO), а затем из него образуется ацетат — вещество, которое растения могут усваивать. Этот подход позволяет добиться почти 90% эффективности в производстве ацетата, что делает процесс перспективным.
Преимущества и ограничения нового подхода
Хотя электролиз требует электричества, авторы исследования утверждают, что процесс может работать на солнечной энергии. Более того, электроагрокультура способна в четыре раза эффективнее использовать солнечную энергию, чем традиционный фотосинтез.
Но есть и трудности: чтобы обеспечить США таким методом, потребуется около 19 600 ТВт·ч энергии в год — это почти в пять раз больше, чем все потребление страны за 2023 год. Кроме того, остается вопрос о доступе к CO2: растения в природе забирают углекислый газ из воздуха, а электроагрокультуре потребуется стабильный источник газа.
Будущее сельского хозяйства или утопия?
Технология открывает массу возможностей для выращивания пищи там, где это раньше казалось невозможным — от заброшенных городских районов до других планет. Однако электроагрокультура вряд ли полностью заменит традиционное фермерство. Вероятнее, она будет применяться локально — например, в урбанистических теплицах или для решения проблемы продовольственных пустынь.
Остается вопрос: оправдает ли себя электроагрокультура или фотосинтез так и останется незаменимым даром природы?
Наука рулит, а мы следуем за ней! Оставайтесь любознательными!
Подписывайтесь на наш канал, если еще этого не сделали.