Fotosintesis Buatan Sukses Dibuat Para Ilmuwan

TANTRUM - Ilmuwan berhasil membuat proses fotosintesis buatan. Secara alami fotosintesis atau proses untuk mengubah air, karbondioksida, dan sinar matahari menjadi oksigen dan energi membantu tanaman tumbuh secara alami. 

Para ilmuwan berupaya untuk memanfaatkan proses ini untuk memproduksi makanan, energi, dan material semacamnya.

Dalam sebuah studi terbaru, para ilmuwan menyoroti teknik fotosintesis buatan yang menerapkan proses elektrokatalitik dua langkah untuk mengubah karbon dioksida, air, dan listrik yang dihasilkan oleh panel surya menjadi asetat (komponen utama cuka). 

Asetat ini kemudian dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk tumbuh. Sistem yang dirancang para peneliti tersebut tidak hanya untuk meniru fotosintesis yang terjadi di alam, tetapi sekaligus berusaha untuk meningkatkan hasilnya.

Pada tanaman, biasanya hanya sekitar 1 persen dari energi sinar matahari yang benar-benar diubah menjadi biomassa tanaman. Sedangkan proses fotosintesis buatan meningkatkan efisiensi hingga empat kali lipat.

"Dengan pendekatan kami, kami berusaha mengidentifikasi cara baru memproduksi makanan yang dapat menembus batas yang biasanya ditentukan oleh fotosintesis biologis," kata Robert Jinkerson, insinyur kimia dan lingkungan dari University of California, Riverside, seperti diberitakan Science Alert dicuplik dari CNN, Senin, 25 Juli 2022.

Jinkerson menyebut produksi energi yang lebih banyak dari sinar matahari yang dikonsumsi dapat mengurangi jumlah lahan yang dibutuhkan untuk menghasilkan makanan.

"Tujuan utama kami adalah mengubah cara kami berpikir tentang cara memproduksi tanaman dan pertanian," katanya.

"Jika kita bisa lebih efisien dengan area yang dibutuhkan untuk memproduksi makanan yang dibutuhkan umat manusia, maka kita bisa mengubah lahan pertanian kembali menjadi lahan alami," imbuhnya, seperti dikutip Wired.

Lebih lanjut, perangkat konversi listrik atau elektroliser yang dikembangkan oleh para peneliti harus dioptimalkan secara khusus sebagai pendorong pertumbuhan organisme penghasil makanan. 

Artinya, beberapa optimalisasi akan diperlukan untuk meningkatkan jumlah asetat dan menurunkan jumlah garam yang dihasilkan.

Eksperimen lanjutan yang dilakukan oleh para ilmuwan menunjukkan keluaran elektroliser kaya asetat dapat mendukung berbagai organisme, termasuk ganggang hijau, ragi, dan miselium, yang menghasilkan jamur.

Sebagai perbandingan, produksi alga mencapai sekitar empat kali lebih hemat energi menggunakan metode ini dibandingkan dengan fotosintesis alami.

Para ilmuwan mengatakan kacang tunggak, tomat, tembakau, beras, kanola, dan tanaman kacang hijau semuanya dapat memanfaatkan karbon dalam asetat dan tumbuh tanpa sinar matahari. Sehingga proses ini dinilai dapat digunakan untuk menggantikan fotosintesis normal, atau meningkatkan hasilnya.

"Kami menemukan berbagai tanaman dapat mengambil asetat yang kami sediakan dan membuatnya menjadi blok bangunan molekuler utama yang dibutuhkan organisme untuk tumbuh dan berkembang," kata Marcus Harland-Dunaway, ilmuwan botani dan tanaman dari UC Riverside.

"Dengan beberapa pembiakan dan rekayasa yang sedang kami kerjakan, kami mungkin dapat menanam tanaman dengan asetat sebagai sumber energi ekstra untuk meningkatkan hasil panen," tambahnya.

Proses yang diuraikan di sini sangat mengesankan sehingga menjadi salah satu pemenang di NASA Deep Space Food Challenge, sebuah pameran teknologi baru yang suatu hari nanti dapat membantu menumbuhkan makanan di luar angkasa.