Yapay Fotosentez ile Gıda Üretiminde Yeni Bir Dönem
Doğanın en etkileyici ve karmaşık süreçlerinden biri olan fotosentez, bitkilerin güneş ışığını kullanarak enerji üretmesini sağlar. Ancak, bu süreçte güneş ışığındaki enerji yalnızca %1 oranında bitkilere aktarılmakta, bu da fotosentezi oldukça verimsiz hale getirmektedir. UC Riverside ve Delaware Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bu durumu aşmak için yenilikçi bir yöntem geliştirdiklerini ve yapay fotosentez sayesinde güneş ışığına ihtiyaç duymadan gıda üretebileceklerini açıkladılar.
Nature Food dergisinde yayınlanan bu bulgular, karbondioksiti, elektriği ve suyu sirkenin temel bileşeni olan asetata dönüştürmek için iki aşamalı bir elektrokatalitik süreç kullanıldığını ortaya koyuyor. Daha sonra elde edilen asetat, karanlık ortamlarda gıda üreten organizmalara uygulanarak bu organizmaların büyümesini sağladı. Bu yenilikçi yöntem, günümüzde karşılaştığımız ciddi iklim krizine karşı çok ihtiyaç duyulan bir gıda üretim alternatifi sunabilir.
UC Riverside araştırmacıları, geliştirdikleri yöntemin güneş ışığına ihtiyaç duymadığını vurgularken, aynı zamanda yenilenebilir güneş enerjisi ile birlikte son derece etkili bir şekilde çalışabileceğine de dikkat çekiyorlar. İlginç bir şekilde, elektrolize güç sağlamak için gerekli elektriği üretmek amacıyla bu yöntemi güneş panelleri ile birleştirebileceklerini belirtiyorlar. Bu durum, güneş ışığının gıda üretimindeki dönüşüm verimliliğini bazı gıdalara kıyasla 18 kat artırma potansiyeli taşımaktadır.
Bu yöntem, güneşin enerjisine bağımlı olmamakla birlikte, güneş ışığını kullanma ve diğer elektrik üretim yöntemleri ile de işlev görebilme kapasitesine sahiptir. Bilim insanları, araştırmaları sırasında karanlıkta yeşil algler, maya ve mantar üreten mantar miselyumu gibi çeşitli yiyeceklerin üretilebileceğini keşfettiler. Elde ettikleri bulgulara göre, kendi yöntemleriyle maya yetiştirmenin, geleneksel olarak mısırdan şeker çıkarılarak yapılan yöntemden 18 kat daha fazla enerji verimliliği sağladığını göstermektedir.
Ayrıca, araştırmacılar elektrolizörlerini optimize ederek, bugüne kadar bir elektrolizörde üretilen en yüksek asetat seviyelerine ulaşmayı başardılar. Bunun yanı sıra, börülce, domates, pirinç, yeşil bezelye ve tütün gibi ekin bitkilerinin, asetattan elde edilen karbon kullanılarak karanlık ortamlarda yetiştirilme potansiyeli olduğunu belirttiler. Tüm bu bulgular, daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmasına rağmen, asetatın mahsul verimini artırma olasılığını gündeme getiriyor.
UC Riverside ekibi, NASA’nın Deep Space Food Challenge’ında Aşama I kazananları arasında yer aldı. Ortak yazar Martha Orozco-Cárdenas, bu bulgular hakkında şöyle belirtiyor: “Bir gün karanlıkta, Mars’ta domates bitkileri yetiştiren dev gemileri hayal edin – bu, gelecekteki Marslılar için ne kadar kolay olurdu…“
