Человек выдыхает углекислый газ, а он вредит мышлению. Растения же превращают CO₂ обратно в кислород, да ещё и украшают интерьер. Казалось бы, заставь комнату цветами — и голова будет работать лучше. Теоретически шанс есть, но едва заметный, и легко не будет.
Человек производит около 1 килограмма CO₂ в день. Это примерно 0,948 моль в час — пусть будет 1 моль для простоты. Растения используют фотосинтез: 6 молекул воды + 6 молекул CO₂ + энергия → 1 молекула глюкозы + 6 молекул кислорода. Минимум энергии, чтобы превратить 1 моль CO₂ по этой реакции, — около 477 килоджоулей. Значит, даже магические растения со 100% КПД потребуют 477 килоджоулей в час, то есть непрерывную мощность 132,5 ватта. Это чуть больше двух ламп накаливания — вроде терпимо.
Но магии у нас нет. Реальный фотосинтез делится на два этапа, и на каждую молекулу CO₂ нужно поглотить 8 фотонов. Чтобы получить максимум эффективности, каждый фотон должен нести минимум энергии для возбуждения электрона — около 1,8 эВ. Это чистый красный свет с длиной волны 680 нм. Тогда потребуется уже 386 ватт непрерывного излучения. Любая система с хлоропластами не сможет нейтрализовать ваш CO₂, потратив меньше. Многовато, но ещё реально.
Дальше хуже. Около 30% фотонов отразится от листьев, пройдёт мимо или попадёт не туда — выходит 551 ватт. Часть глюкозы растение сжигает на собственное дыхание, возвращая углерод в воздух. Обычно теряется примерно 40% — получаем 918 ватт чистого красного излучения. А теперь представьте комнату, залитую светом мощностью как от ~765 ламп накаливания.
Современные LED-лампы для растений имеют КПД около 50%, так что из розетки потребуется уже 1836 ватт. Если вы хотите видеть зелень, свет будет рассеиваться по комнате, и цифру придётся снова поднимать. А замена монохромного красного ада на обычный свет снизит и эффективность ламп, и способность растений его улавливать. Реально понадобится 5–10 киловатт, большая часть которых уйдёт в тепло. Пять постоянно включённых обогревателей — такое себе соседство.
Допустим, вы готовы жить в солярии или держите растения в идеально зеркальном боксе под стеклянной крышей с бесконечным солнцем. Ок, но есть ограничение — плотность фотосинтетического фотонного потока. Хлоропластам нужно время на «перезарядку». Папоротник способен усвоить лишь около 52 ватт на квадратный метр листовой поверхности. Поэтому для нейтрализации вашего CO₂ понадобится минимум 918 / 52 = 17,6 квадратных метров листьев. Вообразите стену 4,2 на 4,2 метра, плотно забитую папоротником без единого просвета. Если есть стебли, почва или тень — площадь нужна ещё больше.
И последний удар. Углерод из воздуха не исчезает. Ежедневный килограмм CO₂ содержит 273 грамма чистого углерода. Растению некуда девать его, кроме как наращивать массу. В сухом веществе углерода около 50%, а на каждый грамм сухой массы приходится 5–10 грамм воды. Выходит около 4,6 кг прироста живой зелени в день, или 140 кг в месяц. Всё это надо срезать и выбрасывать наружу, иначе углерод вернётся обратно.
Так что постройте индустриальную ферму в помещении. Взвесьте её, подождите две недели, взвесьте снова. Разделите прирост на массу вашего тела — получите долю своего CO₂, которую удалось изъять. Или просто откройте окно.