Производство продуктов питания с помощью воздуха и солнечной энергии более эффективно, чем выращивание сельскохозяйственных культур

Группа исследователей из Института молекулярной физиологии растений Макса Планка, Неаполитанского университета Федерико II, Института науки Вейцмана и Школы окружающей среды и наук о земле Портера обнаружила, что производство пищи из воздуха будет гораздо более эффективным, чем традиционное выращивание сельскохозяйственных культур. В своей статье , опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, группа описывает проведённый ими анализ и сравнение эффективности выращивания сельскохозяйственных культур (сои) и использования метода производства питания с воздуха "food-from-air".

В течение нескольких лет исследователи по всему миру изучали идею выращивания "пищи из воздуха", сочетая возобновляемый топливный ресурс с углеродом из воздуха, чтобы создать пищу для определённого вида бактерий, которые производят съедобный белок. Одним из таких проектов является Solar Foods в Финляндии, где исследователи ставят перед собой цель построить демонстрационный завод к 2023 году. В этой новой работе исследователи стремились сравнить эффективность выращивания основной культуры, сои, с выращиванием пищи из воздуха.

Чтобы осуществить свои сравнения, исследователи использовали систему питания из воздуха, которая использует солнечные энергетические панели для производства электричества, которое в сочетании с углекислым газом из воздуха питательную среду для микробов, выращиваемых в биореакторе. Белок, который производят микробы, затем обрабатывают, чтобы удалить нуклеиновые кислоты, а затем сушат, чтобы получить порошок, пригодный для потребления людьми и животными.

Они сравнили эффективность системы с площадью посева сои на поле в 10 квадратных километров. Их анализ показал, что производство пищи из воздуха и энергии было в 10 раз эффективнее, чем выращивание сои в земле "по старинке". Другими словами, они предположили, что участок земли площадью 10 квадратных километров в Амазонке, используемый для выращивания сои, может быть заменён участком земли в один квадратный километр для производства пищи из воздуха, а остальные девять квадратных километров можно снова превратить в дикие леса. Они также отмечают, что белок, полученный с использованием подхода "food-from-air", имел вдвое большую калорийность, чем большинство других питательных культур, таких как кукуруза, пшеница и рис.

Вам с горкой или без ?

Ложка протеинового порошка, полученного из микробов, углекислого газа, воды и постоянного тока электричества

Порошок, состоящий примерно на 50 процентов из белка и на 25 процентов из углеводов.

Съедобный порошок можно смешать в коктейль или превратить в пищу, похожую на тофу для людей. Он также может быть превращен в корм для животных. Поскольку он перерабатывается внутри в биореакторе, подобно тому, как делают пиво и Кворн , британский заменитель мяса, он не требует огромного количества земли, воды или других ресурсов, необходимых для крупномасштабного сельского хозяйства, и не выбрасывает парниковые газы в атмосферу.

На данный момент система работает с эффективностью около 26 процентов, что означает, что 26 процентов электроэнергии идет непосредственно на превращение смеси в пищу. Команда говорит, что они уверены, что они могут почти удвоить это, чтобы достичь 50-процентной эффективности.

Чтобы сделать порошок, учёные Технологического университета Лаппеенранты Ахола и Питкянен смешивают углекислый газ, воду и бактерии Knallgas с аммонийными, сульфатными и фосфатными солями, которые действуют как удобрения. Когда ингредиенты находятся внутри биореактора, ученые пропускают через смесь постоянный электрический ток. Электричество расщепляет молекулы воды, состоящие из атомов водорода и кислорода. Освободившись от молекулярной связи с кислородом, водород может быть использован бактериями Knallgas в качестве энергии, которая помогает бактериям поглощать CO₂ из воздуха и превращаться в белок.