Оценки 4× и 18× относятся к конкретным сравнительным моделям для водорослей и дрожжей, а не ко всей пищевой системе. Растения включали углерод ацетата в метаболиты, но работа не продемонстрировала полноценное выращивание основных культур без света.
Растения превращают свет, воду и углекислый газ в биомассу, но лишь небольшая часть падающей солнечной энергии оказывается в съедобном продукте. В 2022 году исследователи предложили другой маршрут: сначала электричеством превратить CO₂ в ацетат, а затем дать эту молекулу организмам как источник углерода и энергии.
В установке из работы Nature Food два последовательных электрокаталитических этапа повышали выход ацетата и снижали концентрацию солей, мешающих росту. На полученной среде в темноте выращивали зелёные водоросли, дрожжи и грибной мицелий. Это показывает, что биологическую фиксацию углерода светом можно обойти для некоторых культурных систем.
Что означает «эффективнее фотосинтеза»
Авторы соединили лабораторные результаты с расчётом, где электричество дают солнечные панели. В этой модели преобразование солнечной энергии в биомассу водорослей могло быть примерно в четыре раза эффективнее традиционного фотосинтетического выращивания, а для дрожжей — до 18 раз эффективнее пути через выращенный сахар.
Эти числа нельзя переносить на любой продукт. Они зависят от эффективности панелей и электролизёра, организма, исходного сырья и того, какие затраты включены.
Эксперименты с томатом, рисом, горохом и другими растениями показали, что они способны включать меченый углерод ацетата в свои молекулы. Но это не было выращиванием зрелого урожая в полной темноте. Для растений ацетат рассматривался как возможная добавка, а не готовая замена всей фотосинтетической системе.
Пока это лабораторная демонстрация нового энергетического пути, а не технология, уже способная заменить поля и солнечный свет. Двухступенчатый электролиз CO2 производил богатую ацетатом среду, пригодную для роста ряда организмов в темноте. Работа не сравнивала полный жизненный цикл фермы, очистку продукта, инфраструктуру и экономику.
Платформа интересна для закрытых помещений, космических систем и производства микробной пищи там, где доступна низкоуглеродная электроэнергия.
