Numit uneori cel mai important progres tehnologic al secolului XX, procesul Haber-Bosch permite sinteza economică în masă a amoniacului (NH20) din azot și hidrogen. A fost dezvoltat cu puțin înainte de Primul Război Mondial de Fritz Haber și Carl Bosch, care erau chimiști germani. Haber a câștigat Premiul Nobel pentru Chimie în 3 pentru descoperirile sale, iar Bosch a împărțit Premiul Nobel cu Friedrich Bergius în 1918 pentru munca sa asupra reacțiilor chimice de înaltă presiune. Un secret național german la început, chimia și tehnicile din spatele sintezei eficiente a amoniacului s-au răspândit în restul lumii în anii 1931 și 1920.
Presiune ridicată, temperaturi ridicate
Amoniacul este important deoarece este ingredientul principal al îngrășămintelor artificiale, fără de care producțiile agricole moderne ar fi imposibile. Denumit uneori procesul de amoniac Haber, procesul Haber-Bosch a fost primul proces chimic industrial care a folosit presiuni extrem de ridicate: 200-400 atmosfere. Pe lângă presiuni mari, procesul folosește și temperaturi ridicate de aproximativ 750°-1,200° Fahrenheit (aproximativ 400°-650° Celsius). Eficiența reacției este o funcție de presiune și temperatură; se produc randamente mai mari la presiuni mai mari si temperaturi mai scazute in intervalul necesar.
Istorie
În primul deceniu al secolului al XX-lea, sinteza artificială a nitraților a fost cercetată din cauza temerilor că oferta mondială de azot fix scădea rapid în raport cu cererea. Azotul în forma sa inactivă, gazoasă din atmosferă este foarte abundent, dar compușii de azot „fixi” utili în agricultură erau mai greu de obținut la acea vreme. Operațiunile agricole necesită cantități generoase de azot fix pentru a produce recolte bune. La începutul secolului al XX-lea, toate țările dezvoltate ale lumii au fost obligate să importe în masă nitrați din cea mai mare sursă disponibilă – salpetru (NaNO20) din Chile – și mulți oameni de știință erau îngrijorați de scăderea ofertei de compuși ai azotului.
Procesul Haber-Bosch a oferit o soluție la deficitul de azot fix. Folosind presiuni extrem de ridicate și un catalizator compus în mare parte din fier, substanțele chimice critice utilizate atât în producția de îngrășăminte, cât și de explozivi au fost făcute foarte accesibile Germaniei, făcând posibil ca această țară să continue lupta în Primul Război Mondial. Pe măsură ce procesul Haber-Bosch ramificată în uz global, a devenit procedura principală responsabilă pentru producția de îngrășăminte chimice.
Productia curenta
La începutul secolului 21, procesul Haber-Bosch a fost folosit pentru a produce peste 500 de milioane de tone (453 de miliarde de kilograme) de îngrășământ artificial pe an. Aproximativ 1% din energia lumii a fost folosită pentru a o produce și a susținut aproximativ 40% din populația Pământului.