あらゆる化学反応は原子間の電子の交換を伴います。この場合、外部から供給される電子は、水を水素と酸素に分解し、さらに水素と窒素を結合させるのに不可欠です。「電気を加えると、酸化鉄が電子を捕獲し、水と空気が直接反応してアンモニアを生成します」とリヒト氏は述べています。
リヒトの方法は、ハーバー・ボッシュ法の3分の2のエネルギーしか使用しないと主張しています。天然ガスから水素を製造する必要がなくなるため、全体的な炭素排出量も大幅に削減されます。また、プロセス全体はより穏やかな条件で行われます（ハーバー・ボッシュ法では450℃と大気圧の200倍の圧力が必要です）。
リヒト氏の手法の魅力はこれだけではありません。使用されるエネルギーの一部は、リヒト氏が開発した太陽熱電気化学発電（STEP）と呼ばれる別の技術によって供給されます。STEPは入射する太陽エネルギーのスペクトルの大部分を利用できるため、比較的効率的です。
研究室で化学物質生産の成功を誇示することと、それを産業規模で再現することは全く別の話です。リヒト氏は改良の余地があることを認めつつも、成功する可能性には自信を持っています。ブリストル大学の電気化学教授、デイビッド・ファーミン氏は、リヒト氏の自信に付け加えて、「本格的なスケールアップに進む前に、この複雑な多電子移動反応のメカニズムをより深く理解する必要があります」と述べました。
しかし、リヒトの手法を用いても、空気中の窒素を有用な化学物質に変換する自然界の効率を再現するには程遠いとフェルミン氏は指摘する。「本当に驚くべきことは、自然界が低温で信じられないほど効率的にそれを行っていることです」とフェルミン氏は、土壌中の窒素を固定できるバクテリアについて述べた。
しかし、より効率的なものがハーバー・ボッシュ法に取って代わることができれば、世界で最も重要な化学物質の1つを製造するためのエネルギー入力が低減され、世界のCO2排出量の大幅な削減につながるだろう。
Science、2014年。DOI: 10.1126/science.1254234（DOIについて）。
この記事はもともと The Conversation に掲載されました。