Haber-Bosch-Verfahren: Revolution der Ammoniaksynthese

Oft als wichtigster technologischer Fortschritt des 20. Jahrhunderts bezeichnet, ermöglicht das Haber-Bosch-Verfahren die wirtschaftliche Massensynthese von Ammoniak (NH₃) aus Stickstoff und Wasserstoff. Entwickelt kurz vor WWI von den deutschen Chemikern Fritz Haber und Carl Bosch. Haber erhielt 1918 den Nobelpreis für Chemie, Bosch 1931 (mit Friedrich Bergius) für Hochdruckchemie. Zunächst deutsches Staatsgeheimnis, verbreitete sich das Wissen in den 1920/30ern weltweit.

Extreme Bedingungen: Hoher Druck, hohe Temperatur

Ammoniak ist Hauptbestandteil künstlicher Dünger – ohne ihn wären heutige Erträge unmöglich. Das Verfahren war das erste industrielle Hochdruckverfahren: 200–400 bar, 400–650 °C (750–1200 °F). Der Ertrag steigt mit höherem Druck und niedrigerer Temperatur (im nötigen Bereich).

Historischer Kontext: Stickstoffkrise

Anfang des 20. Jahrhunderts fürchtete man einen Mangel an „fixiertem“ Stickstoff (agrarisch nutzbaren Verbindungen). Atmosphärischer Stickstoff ist reichlich vorhanden, aber reaktionsträge. Industriestaaten importierten massiv Salpeter (NaNO₃) aus Chile – Wissenschaftler warnten vor sinkenden Reserven.

Das Haber-Bosch-Verfahren löste das Problem: Mit extremem Druck und eisenbasiertem Katalysator wurden Dünger- und Sprengstoffchemikalien für Deutschland im WWI massenhaft verfügbar. Weltweit wurde es zum Primärverfahren für Kunstdünger.

Heutige Produktion

Anfang des 21. Jahrhunderts: >500 Mio. t (453 Mrd. kg) Kunstdünger pro Jahr. Ca. 1 % der Weltenergie fließt hinein, ernährt aber ~40 % der Weltbevölkerung.

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Autor: Michael Anissimov, Experte für Paläontologie, Physik, Biologie, Astronomie, Chemie, Futurismus. Erfahrung mit Methuselah Foundation, Singularity Institute, Lifeboat Foundation.