アンモニア合成法

　アンモニアは単純でアンモニア合成細菌やラン藻によって常温常圧環境で大気から固定されて偏在しているのに、人工的に生成するのに大きなエネルギーが現在は必要であり、人が使うエネルギーの数％はアンモニア合成に使われているので省エネルギーを考える時に見過ごせないところであると私は考える。

　どうしたら効率よく合成可能なのかといえば、とにかく窒素結合をなるべく低い活性化エネルギーで切断し、窒素原子を触媒によって結合が切れた水素と化合させれば良い。しかし、利益的に重要で実験などにも障壁が少ないにもかかわらず、今まで約100年間にもわたって、触媒などの改良はあったが、誰もそれ以上の効率を有する方法を発見しなかった。その事実から見て、高効率な新しい合成法を確立するのはかなり難しい事であるはずだ。

　しかし、新しい合成法を考案するのは難しいとあまり考えなくても目算が立つにもかかわらず、既存とは別の方法で合成することを試みる人は意外に多い。アンモニアの応用範囲が広く、構成する物質が偏在している単純な物質であって、効率の良い合成法さえ考えれば誰でも始めることによって成功の可能性が大きくなる事が人を惹きつける要因であろうと私は思う。

　今日は6年前に特許が出された常圧アンモニア電解合成(特開2009-084615)という特許を発見したが、この特許を使ったプラント製造に大手が乗り出さないのは、知られていないからか、それとも本当は使えないのかはよくわからない。しかし、合成可能な別経路を思いついただけでもかなりの成果である。活性化エネルギーの問題は経路の問題といってもよく、合成経路を発見するだけ、道が開けるからである。ここ10年ぐらいの間に私には急に進展した感じのするアンモニア合成に関する研究によって、今後、アンモニアを合成するために使用するエネルギーの減少によってコストが下がるのは確実であるわけだが、環境中の窒素固定量がより多くなって、硝酸の製造コストが下がって硝酸アンモニウムなどの火薬類の価格が下がる事は、大規模な環境破壊や戦争のような大きなコストが必要になる公害や事件を引き起こす可能性もある。私は無人兵器の実現や低コストでの化学合成法の確立、核兵器製造の低難易度化などの要因でいつかは正体不明の紛争が発生して、自分が過去にどういう状態だったかが消し飛ぶ可能性が大きいと考えている人なので、技術進歩の恩恵や利益のおこぼれをもらいながら余り楽観的でない自分の将来像にあった手を打っていきたいと最近は考えている。