Das Haber-Bosch-Verfahren

Sprechblase – wie würdest du es anstellen?

Reaktionsgleichung

Was ist das Problem? Was sind die Lösungen?

Im Jahr 1909 arbeiteten Fritz Haber und sein Team in Karlsruhe an einem Problem, das viele Wissenschaftler damals für kaum lösbar hielten: der technischen Nutzung des Stickstoffs aus der Luft.¹ Damit Stickstoff und Wasserstoff zu Ammoniak reagieren konnten, mussten hohe Drücke, Temperaturen von etwa 500 °C und geeignete Katalysatoren kombiniert werden. Viele Versuche scheiterten, Apparaturen wurden undicht oder hielten den Belastungen nicht stand. Immer wieder mussten neue Materialien getestet und technische Lösungen entwickelt werden.² Am 2. Juli 1909 gelang schließlich erstmals die kontinuierliche Herstellung kleiner Mengen flüssigen Ammoniaks aus Stickstoff und Wasserstoff. Die Apparatur produzierte zunächst nur wenige Tropfen pro Stunde – dennoch gilt dieser Tag als entscheidender Durchbruch des späteren Haber-Bosch-Verfahrens.³

Bereits ab 1910 begann die BASF unter Leitung von Carl Bosch mit der Entwicklung großtechnischer Hochdruckanlagen. Bosch gelang es, Habers Laborversuch in ein industrielles Verfahren zu überführen. Dafür mussten unter anderem riesige Hochdruckreaktoren entwickelt, neue hitze- und druckbeständige Werkstoffe gefunden sowie Probleme mit undichten Leitungen, Explosionen und der Versprödung von Stahl durch Wasserstoff gelöst werden. 1913 nahm schließlich die erste industrielle Anlage zur Ammoniakproduktion in Oppau den Betrieb auf. Carl Bosch erhielt später gemeinsam mit Friedrich Bergius den Nobelpreis für Chemie des Jahres 1931 für die Entwicklung chemischer Hochdruckverfahren.⁴

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Auch die Chemikerin und erste Ehefrau von Fritz Haber, Clara Immerwahr begleitete Habers wissenschaftliche Arbeit fachlich und diskutierte seine Forschung mit ihm. Nach der Geburt ihres Sohnes konnte sie ihre eigene wissenschaftliche Arbeit jedoch kaum noch fortführen, da Frauen damals meist keine gleichberechtigten Möglichkeiten in Forschung und Hochschule erhielten.⁵ Für die „Synthese von Ammoniak aus seinen Elementen“ erhielt dann Fritz Haber später den Nobelpreis für Chemie des Jahres 1918, der auch aufgrund des Krieges erst 1920 verliehen wurde. Der Preis war damals umstritten: Einige französische und britische Wissenschaftler blieben der Verleihung fern, da Haber wegen seiner Rolle im chemischen Krieg des Ersten Weltkriegs kritisch gesehen wurde.⁶ Die problematischen Seiten dieser Geschichte werden später noch betrachtet.