Elektrojordbruk, ett innovativt tillvägagångssätt utarbetat av bioingenjörer, kan avsevärt minska den mark som behövs för jordbruk med 94 % i USA. Denna nya metod utnyttjar en soldriven reaktion som omvandlar CO2 till acetat, vilket ger en näringskälla för genetiskt modifierade växter, vilket skulle kunna revolutionera sättet vi odlar mat, särskilt inomhus.
Metoden, som lyfts fram i tidskriften Joule, går förbi traditionell fotosyntes, en ineffektiv process där växter omvandlar endast cirka 1 % av det absorberade ljuset till användbar energi. Elektrojordbruk förbättrar denna effektivitet genom att direkt omvandla CO2 till organiska molekyler som fungerar som föda för genetiskt modifierade växter som kan frodas på acetat. Ett sådant framsteg skulle till och med kunna stödja framtida jordbrukssträvanden i yttre rymden.
Robert Jinkerson, en biologisk ingenjör från University of California, Riverside, föreslår att frigörande av jordbruksmetoder från naturliga miljöer till kontrollerade inomhusmiljöer kan representera nästa tekniska språng i livsmedelsproduktionen. Enligt Jinkerson skulle detta mildra jordbrukets påverkan på naturliga ekosystem och öka produktionseffektiviteten.
Prototypen av denna teknik använder solpaneler för att driva en kemisk reaktion mellan CO2 och vatten, vilket ger acetat. Denna uppställning skulle kunna ersätta vidsträckta jordbruksfält med byggnader på flera nivåer där matgrödor som tomater och sallad, tillsammans med andra organismer som svamp, jäst och alger, skulle kunna odlas hydroponiskt.
Forskargruppen, inklusive elektrokemisten Feng Jiao från Washington University i St. Louis, arbetar för närvarande med att öka effektiviteten hos detta system. Genom att återaktivera en metabolisk väg i växter som vanligtvis stängs av efter frönsgroning, är de tekniska växter som direkt kan använda acetat för tillväxt, vilket eliminerar behovet av fotosyntes.
Framtida forskning syftar till att utöka denna förmåga till grödor med högt kaloriinnehåll och förbättra effektiviteten och kostnadseffektiviteten i acetatproduktionsprocessen. Jiao är fortfarande optimistisk om de potentiella kommersiella tillämpningarna av denna teknik, särskilt för organismer som svampar och alger, som redan kan odlas med acetat.
