1909 · High-Pressure Ammonia Synthesis · Werk 1286 von 1.871
A chemistry laboratory in Karlsruhe on a warm summer night, lit by mantle lamps on brass brackets, on a pale wooden board a small high-pressure apparatus of bright steel, columns on round black cast feet, at the left a tall steel cylinder with a wide funnel collar and a small tap below, under the tap a slender glass tube holding clear colourless drops, in the middle a steel body with a round white pressure gauge, beneath it thin curved pipe loops on a tripod, two pipe manifolds with T-handles at the front, the gauge with a blank white face and plain marks, a hand in a dark sleeve turning a T-handle.
Wofür es benutzt wurde
Habers Tischapparatur in Karlsruhe sollte nicht Ammoniak produzieren, sondern die Badische Anilin- und Sodafabrik überzeugen. Haber nennt in seinem Nobelvortrag von 1920 die zwei Bedingungen, die bei 200 Atmosphären erfüllt waren: der Ammoniakgehalt und die Menge je Kubikzentimeter Kontaktraum und Stunde. Appl gibt den Betriebspunkt mit 8 Volumenprozent bei 175 bar und 600 °C an, Friedrich mit 550 °C; das mehrfache Umwälzen hob die Ausbeute über 90 Prozent. Zuschauer waren Carl Bosch und Alwin Mittasch. Kiefer schreibt, ohne die beiden späteren Hochdruckwerke hätte das von chilenischem Nitrat abgeschnittene Deutschland "probably would not have had enough munitions to maintain its war effort".
Was daran neu war
Eisen als Ammoniakkatalysator war aus der Literatur bekannt; Haber nennt "the classic ammonia catalyst employed by Ramsay and Young, namely iron". Neu war der geschlossene Kreislauf unter gleichbleibend hohem Druck mit Wärmetausch: Die Reaktionswärme, in den Abgasen schädlich, sollte auf das Frischgas übertragen werden, damit das Verfahren seine Betriebswärme selbst liefert. Der Arbeitsdruck war dabei keine Rechengröße, sondern eine Gerätegrenze: Der vorhandene Kompressor schaffte 200 Atmosphären. Brauchbare Katalysatoren fand Haber in Uran und Osmium; vom Osmium gab es nach Appl weltweit "only a few kilograms"; bis 1910 prüfte BASF über 2.500 Rezepturen in 6.500 Versuchen; schon im November 1909 zeigte ein schwedisches Magnetit auffällig gute Ausbeuten.
Was die Quellen offenlassen: Das Datum der Vorführung ist strittig: 2. Juli 1909 (Friedrich, nach Travis 2018), April 1909 (Appl), 1908 (Rouwenhorst u. a.); Haber selbst nennt 1908 für die Wiederaufnahme und den Kontakt mit BASF. Keine gelesene Quelle nennt Datum und Stundenmenge in einem Satz: 100 Kubikzentimeter ohne Zeiteinheit, Jahr 1909, bei Kiefer, etwa 2 kg am Tag bei Rouwenhorst mit Jahr 1908. Ob Osmium oder Uran in der Vorführung steckte, sagt keine eindeutig.