Het klinkt als sciencefiction, maar wetenschappers van Johns Hopkins maken voedsel uit de lucht. Het revolutionaire project zou op een dag kunnen helpen om bijvoorbeeld mensen op moeilijk bereikbare plaatsen te voeden of slachtoffers van natuurrampen te ondersteunen.

Moderne voedselproductieprocessen vergen veel tijd, middelen en energie. Om bijvoorbeeld een brood te maken, moeten boeren eerst tarwe planten en verzorgen. Maanden later oogsten en verkopen ze hun oogst. De tarwe moet vervolgens tot meel worden gemalen, verwerkt en uiteindelijk met andere ingrediënten worden gecombineerd en gebakken. Ten slotte moet het worden verpakt en afgeleverd bij de winkels. Bijna elke stop in deze toeleveringsketen vereist transport en logistiek.

Maar wat als deze aanpak niet mogelijk is omdat vrachtwagenchauffeurs door overstromingen geen supermarkten kunnen bereiken of omdat troepen voor een missie weken in de woestijn moeten doorbrengen? Hoe voeden we mensen dan? Dat is de uitdaging van het Defense Advanced Research Projects Agency (de onderzoeks- en ontwikkelingsafdeling van het Amerikaanse ministerie van Defensie). DARPA selecteerde vier onderzoeksprojecten – waaronder een team bestaande uit wetenschappers van APL en andere divisies van de Johns Hopkins University, evenals de North Carolina State University en Meridian Biotech – om erachter te komen hoe voedzaam, smakelijk voedsel kan worden geproduceerd met behulp van water, lucht en elektriciteit. 

Aan het einde van het vier jaar durende project wil het door APL geleide team een compact systeem hebben dat achterin een militair voertuig past en een vanillepuddingachtig product kan produceren met een textuur die lijkt op Griekse yoghurt. Dat voedsel zal niet alleen lekker zijn, beloven de onderzoekers, maar ook boordevol macronutriënten, vitamines en mineralen die mensen nodig hebben om te overleven.

Het in systeem maakt gebruik van elektriciteit, water en kunstmatige microben om koolstofdioxide, stikstof en sporenelementen – zoals magnesium, calcium en ijzer – uit de lucht te halen. Vervolgens zet een elektrochemisch proces waarbij gewone metalen zoals tin en koper betrokken zijn, de CO₂ om in acetaat. Vanaf hier kunnen onderzoekers een chemische reactie veroorzaken om het acetaat om te zetten in eenvoudige suikers zoals glucose.

Samen vormen de eenvoudige suikers, stikstofmoleculen en mineralen grondstoffen. Wanneer speciaal ontwikkelde microben deze grondstof eten, kunnen ze macronutriënten (eiwitten, koolhydraten, vetten en vezels, de bouwstenen van voedsel) en ook vitamines produceren. Dit deel van het proces is iets waar veel eters waarschijnlijk al bekend mee zijn: fermentatie, wat ons ook veel voedsel oplevert waar we tegenwoordig van genieten, zoals kimchi en yoghurt.

Het eerste eten moet volgend jaar zo uit lucht worden gemaakt. Niet gebakken, wel smaakvol en revolutionair. Het zal nog wel even duren voordat er een consumenten versie op de markt komt, maar de focus op rampgebieden is natuurlijk al geweldig. Een mooi voorbeeld van waar technologie echt impact kan hebben..