Hann et al. Un système de photosynthèse artificielle hybride inorganique-biologique pour une production alimentaire économe en énergie. Alimentation Nature, juin 2022.
La croissance exponentielle de la population humaine, les changements climatiques drastiques et la concurrence croissante pour la terre et l’eau sont des sources majeures de préoccupation quant à l’équilibre futur entre la demande et l’offre alimentaire. La production alimentaire est principalement limitée par le taux de photosynthèse, le mécanisme par lequel les plantes transforment la lumière du soleil, l’eau et le dioxyde de carbone en une biomasse dont tous les habitants de la terre, y compris les humains, se nourrissent.
Cependant, dans la photosynthèse, seul un petit pourcentage de la lumière du soleil finit par atteindre les plantes et les cultures, ce qui suggère que nous pourrions assister à une lutte majeure pour produire suffisamment de nourriture dans le proche avenir. Dans une étude très innovante, des scientifiques ont mis en place un système de photosynthèse artificielle qui ne nécessite pas de lumière solaire. Ils ont conçu un système hybride inorganique-biologique qui consiste en un processus électrocatalytique en deux étapes. Cela impliquait la conversion du dioxyde de carbone, l’électricité et l’eau en un matériau semi-synthétique appelé acétate, qui est simplement le composant principal du vinaigre.
Puis, dans l’obscurité, ils ont nourri les plantes et les microbes avec l’acétate qui est devenu une source de carbone pour contourner la photosynthèse naturelle. Les scientifiques ont testé cette technique sur la levure, les algues vertes, le mycélium fongique, le niébé, la tomate, le tabac, le riz, le canola et le pois vert. Tous ces organismes ont pu se développer avec l’aide de l’acétate dans l’obscurité totale. Dans certains cas, ils ont même poussé plus efficacement qu’au soleil. Les algues, par exemple, ont été cultivées quatre fois plus efficacement, tandis que la production de levure a été améliorée de près de 18 fois. Découpler l’agriculture de la lumière directe du soleil grâce à des approches de photosynthèse artificielle pourrait constituer un changement de paradigme pour la production alimentaire. En augmentant l’efficacité, moins de terres seront nécessaires et il y aura moins d’effets néfastes sur l’environnement. Cette approche pourrait également permettre de cultiver des aliments dans des régions aux conditions moins idéales, comme dans les grandes villes et même dans l’espace et sur d’autres planètes.
