東京大の研究チームは、窒素ガスと水から常温常圧下でアンモニアを効率的に合成する新手法を開発した。アンモニアは食料生産に欠かせない肥料の原料だが、工業的な合成は１００年前に開発された、莫大（ばくだい）なエネルギーを必要とする手法が今も使われている。新手法が実用化できれば、省エネルギーで肥料が生産できると期待される。論文は２４日付の英科学誌ネイチャー電子版に掲載される。

　原料の窒素は空気中に豊富に存在するが、反応しにくく利用は難しい。工業生産では約１００年前に開発された「ハーバー・ボッシュ法」（ＨＢ法）が使われているが、高温高圧下で水素と窒素ガスを反応させるため、全世界のエネルギー消費の１～２％をＨＢ法が占めているという。

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時事ドットコムsoc
https://www.jiji.com/jc/article?k=2019042500073&g=soc

人類はおよそ1万～2万年前に農作を始めたといわれていて、一説によると現在のイスラエルからイランにかけた中東がその起源地とされています。そんなイランにいくつも存在していて、近代化される以前の農業を支える重要な施設だったといわれる「ハトの塔」を、海外メディアのNo Tech Magazineが紹介しています。

Pigeon Towers: A Low-tech Alternative to Synthetic Fertilizers
https://www.notechmagazine.com/2016/10/pigeon-towers-a-low-tech-alternative-to-synthetic-fertilizers.html

現代科学では、農作物の生産性を上げるために窒素・リン酸・カリウムが肥料の三要素として重要な存在であることがわかっています。特に、空気中の水素と窒素から化学肥料を作り出すことができるハーバー・ボッシュ法は「水と石炭と空気からパンを作る方法」と呼ばれ、近代以降の農業を大きく変えたといわれています。

しかし、化学肥料が当たり前になる以前は主に有機質肥料が用いられていました。とりわけリン酸を含む有機質肥料には、人や牛、鶏の糞(ふん)が利用されます。イランやエジプトに見られるハトの塔は、肥料を作るためにハトの糞を効率よく集めるための設備でした。

ハトの塔は高さ10～15メートルほど。基本設計はシンプルで、泥レンガで作られた柱で囲まれた中空の円筒の形状をとっています。柱には無数の巣穴が設けられていて、塔によっては最大1万羽まで収容することが可能です。ハトが塔に出入りするための穴は最上部に1つだけになっていて、これはハトの天敵であるヘビが侵入しないようにするための工夫だそうです。

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https://i.gzn.jp/img/2019/01/29/pigeon-towers/00.jpg

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肥料の原料として世界中で生産されている水素と窒素の化合物「アンモニア」の新しい合成法を、九州工業大大学院生命体工学研究科（北九州市若松区）の春山哲也教授（５４）が開発した。水と空気だけを材料にする簡易的な方法で、化石燃料を使用する従来の製造法に比べて、大幅なコスト低減が見込まれる。環境への負荷も少なく、注目を集めそうだ。

　春山教授によると、世界の人口が増え続ける中、アンモニアは食糧の増産に欠かせない重要な化合物。世界で年間約１億７千万トン生産されている。

　現在の製造はほぼ１００％、１９１３年に実用化された「ハーバー・ボッシュ法」を採用。天然ガスに含まれる水素を高温、高圧で窒素と合成し、アンモニアを生み出す。ただし、大規模な工場が必要で、二酸化炭素（ＣＯ２）を排出することにもなる。

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ハーバー・ボッシュ法とは鉄を主体とした触媒上で水素と窒素を反応させ、アンモニアを生産する方法です。1906年に開発されたこの方法は、1世紀以上が経過した現在でも肥料生産をはじめとするさまざまな工業プロセスに使用されており、21世紀の課題である食料とエネルギーの問題についても、救世主となり得るとされています。

The future is green: the future is ammonia… | World Fertilizer
https://www.worldfertilizer.com/special-reports/28122018/the-future-is-green-the-future-is-ammonia/

ヨーロッパの肥料産業団体であるFertilizers Europeは、「Feeding Life 2030」という報告書の中で増加する世界の人口を養う食料を効率的に生産する問題と気候変動への取り組み、そしてエネルギーを生産および輸送する新しい方法について述べています。

小麦をはじめとする農作物を育てるためには、窒素分を含む肥料を十分に供給することが重要です。ハーバー・ボッシュ法は窒素化合物であるアンモニアを工業的に、大規模に生産することが可能であり、世界中の人口を養うために必要不可欠な技術となっています。Fertilizers Europeによると、窒素肥料によって生産された食料は世界人口のうち50％を養っているそうです。

2019年の時点で世界の人口はおよそ75億人ですが、国連の試算によると2030年には世界の人口は86億人にまで増加するとのこと。10年強でおよそ10億人もの人口が増えることになり、今日と比べて10億人もの飢えた人々が生まれるおそれがあるとされています。そのため、ハーバー・ボッシュ法による肥料生産は世界の人口を養うために必要不可欠です。

by Danilo Ugaddan

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GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20190126-ammonia-panacea-food-and-energy/