«Новый толчок продвижению вперед проблемы связанного азота дала первая мировая война. Расчёты германских империалистов на молниеносный исход её не оправдались. Запасы связанного азота в страде катастрофически истощались, а от чилийской селитры центральные державы были отрезаны блокадой английского флота. Но остаться без связанного азота означало оставить армию не только без хлеба, но и без взрывчатых веществ. Усилия немецких химиков, мобилизованных ещё накануне войны для преодоления этой угрозы, увенчались разработкой нового метода промышленного синтеза азотистых соединений не через окись азота, а через аммиак».
В результате блокады эта война для Германии могла закончиться на два года раньше [33], а по мнению самих химиков «IG Farben» — на три года [61], если бы в 1900 г. немецкий химик из Риги Вильгельм Оствальд (Wilhelm Ostwald) не заключил с «BASF» контракт на разработку синтеза аммиака, а со стороны концерна в проекте не принял бы участия выпускник Технического университета в Шарлоттенбурге и его будущий глава Карл Бош [27]. Было замечено, что при сжигании угля азот освобождается и уходит в атмосферу, при отсутствии же воздуха, в процессе коксования при изготовлении чугуна или при получении каменноугольного газа, использовавшегося при освещении городов, что было как раз стартовым бизнесом «BASF», около 15 % азота выделяется в виде аммиака. За описание этого процесса Оствальд в 1909 г. получил Нобелевскую премию [2], но не удавалось получить аммиак в значительных количествах. При высоких температурах выход аммиака становился ничтожно малым, при низких становилась ничтожно малой скорость реакции и, соответственно, темпы производства [302].
Карлу Бошу, применив знания в металлургии, удалось найти ошибку в системе Оствальда и приблизиться к техническому решению фиксации азота из воздуха.
Следующий контракт со стороны «BASF» был инициирован членом совета директоров концерна Карлом Энглером, автором гипотезы органического происхождения нефти. Для контрактов на разработку процесса получения азотной кислоты путём окисления азота в электрической дуге и на синтез аммиака из азота и водорода он выбрал того самого алхимика Фрица Хабера [27].
Хотя Хабер родился в 1868 г. в Бреслау в семье еврейского оптового торговца лаками и красками, в 1892 г. он принял крещение [5]. Обучаясь в лучших университетах Европы (Гейдельберг, Вена, Цюрих и Технологический университет Карлсруэ), Хабер обрёл самые разносторонние знания и жизненный опыт. После студенческой жизни на его лысом черепе остался шрам от дуэли как наглядное свидетельство прусской гордости и упрямства. В 1908 г. он был приглашён в качестве директора института кайзера Вильгельма под Берлином, где на соответствующих должностях будут трудиться такие светила, как Макс Планк и Альберт Эйнштейн [1].
Помимо работы по контрактам с «BASF» в период с 1900 по 1905 г. Хабером было опубликовано более пятидесяти научных статей [2]. В 1902 г. он посетил США, изучая процесс синтеза аммиака на химических концернах в Ниагара-Фоллз; электродуговой способ был крайне дорогим, малопроизводительным и неэффективным. Хабер покинул США с осознанием того, что «американская химическая промышленность и система технического образования выглядит примитивно по сравнению с немецкой» [2]. Теперь ему представился случай доказать, что он не голословен.
Из работ Хабера следовало, что под давлением в 200–250 атмосфер и температуре 500–600 градусов в присутствии осмия или урана азото-водородная 10 %-ная смесь соединяется в аммиак NH3, после чего, смешав газы, процесс можно повторить, получив новую порцию. Ход реакции было возможно регулировать давлением, но также требовался катализатор. Заинтересовавшись в 1908 г. исследованиями Хабера, в следующие два года «BASF» не жалела средств на финансирование превращения экспериментов в понятный технологический процесс [16; 302].
Хаберовские эксперименты и ранее проводились на гранты «BASF», но в новый проект глава компании Генрих Бранк включил уже зарекомендовавшего себя Боша, и теперь задача химиков состояла в том, чтобы наладить производство жидкого аммония в промышленных масштабах [27]. Под руководством Хабера собрали установку, в которой водород и азот накачивались под высоким давлением и нагревались никелевой спиралью, а возле клапана находился катализатор, осуществлявший реакцию. Хабер с помощниками месяцы подбирал варианты соотношения температуры, давления и катализатор, наиболее эффективным из которых оказался уран [2].