Jabarkan Ekspansi dari Chisso

Pada tahun 1909, Noguchi membeli hak Proses Frank-Caro, di mana nitrogen dari atmosfer digabungkan dengan kalsium karbida untuk memproduksi kalsium sianamida, sebuah pupuk kimia. Pupuk nitrogen merupakan kunci untuk meningkatkan produksi pertanian di Jepang pada saat itu, karena kurangnya tanah subur dan sawah yang cenderung berskala kecil, sehingga perusahaan ini dapat dengan mudah menjual produknya. Nichitsu lalu juga memproduksi olahan lain dari kalsium karbida, mulai dari asam asetat, amonia, bahan peledak, dan butanol.

Produksi amonium sulfat (pupuk kimia lain) dimulai pada tahun 1914 di pabrik di Kagami, Prefektur Kumamoto, dengan menggunakan proses fiksasi nitrogen, pertama kali di Jepang. Penjualan amonium sulfat pun meningkat terus, begitu juga harganya. Pabrik baru kemudian dibuka di Minamata. Pabrik tersebut dapat memproduksi amonium sulfat dengan biaya 70 yen per ton dan dapat dijual dengan harga 5,5 kali lipat dari biaya produksinya. Laba besar tersebut membuat Nichitsu dapat bertahan saat harga amonium sulfat turun akibat produk dari luar Jepang mulai masuk ke Jepang pasca berakhirnya Perang Dunia I di Eropa pada bulan September 1918.

Setelah perang berakhir, Noguchi mengunjungi Eropa dan memutuskan bahwa Nichitsu seharusnya mempelopori sintesis alternatif dari amonium sulfat di Jepang. Pada tahun 1924, pabrik Nichitsu di Nobeoka mulai berproduksi dengan menggunakan sintesis amonia Casale, yang memerlukan suhu dan tekanan yang sangat tinggi. Setelah proses tersebut terbukti sukses, pabrik di Minamata pun ikut menggunakan proses tersebut dan mulai berproduksi secara massal.

Nichitsu tumbuh stabil, dan menginvestasikan labanya pada teknologi baru serta mengembangkan produksinya ke bidang baru, dan perlahan-lahan memiliki sejumlah anak usaha.