Elektrorolnictwo, innowacyjne podejście opracowane przez bioinżynierów, mogłoby znacznie zmniejszyć powierzchnię gruntów potrzebnych do celów rolniczych w USA o 94%. Ta nowa metoda wykorzystuje reakcję zasilaną energią słoneczną, która przekształca CO2 w octan, stanowiąc źródło składników odżywczych dla genetycznie modyfikowanych roślin, które może zrewolucjonizować sposób, w jaki uprawiamy żywność, szczególnie w pomieszczeniach zamkniętych.
Metoda, nagłośniona w czasopiśmie Joule, omija tradycyjną fotosyntezę – nieefektywny proces, w którym rośliny przekształcają tylko około 1% pochłoniętego światła w użyteczną energię. Elektrorolnictwo zwiększa tę efektywność poprzez bezpośrednie przekształcanie CO2 w cząsteczki organiczne, które służą jako pożywienie dla genetycznie zmodyfikowanych roślin zdolnych do rozwoju na octanie. Taki postęp mógłby nawet wesprzeć przyszłe przedsięwzięcia rolnicze w przestrzeni kosmicznej.
Robert Jinkerson, inżynier biologiczny z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside, sugeruje, że oddzielenie praktyk rolniczych od środowiska naturalnego na rzecz kontrolowanych warunków wewnętrznych może stanowić kolejny skok technologiczny w produkcji żywności. Według Jinkersona złagodziłoby to wpływ rolnictwa na naturalne ekosystemy i zwiększyłoby wydajność produkcji.
Prototyp tej technologii wykorzystuje panele słoneczne do napędzania reakcji chemicznej pomiędzy CO2 i wodą, w wyniku której powstaje octan. Taka konfiguracja mogłaby zastąpić rozległe pola uprawne wielopoziomowymi budynkami, w których rośliny spożywcze, takie jak pomidory i sałata, a także inne organizmy, takie jak grzyby, drożdże i glony, mogłyby być uprawiane hydroponicznie.
Zespół badawczy, w skład którego wchodzi elektrochemik Feng Jiao z Washington University w St. Louis, pracuje obecnie nad zwiększeniem wydajności tego systemu. Reaktywując szlak metaboliczny w roślinach, który zwykle kończy się po wykiełkowaniu nasion, są to rośliny inżynieryjne, które mogą bezpośrednio wykorzystywać octan do wzrostu, eliminując potrzebę fotosyntezy.
Przyszłe badania mają na celu rozszerzenie tej możliwości na uprawy wysokokaloryczne oraz poprawę wydajności i opłacalności procesu produkcji octanu. Jiao pozostaje optymistą co do potencjalnych komercyjnych zastosowań tej technologii, szczególnie w przypadku organizmów takich jak grzyby i algi, które można już hodować przy użyciu octanu.
