氰氨化物工廠在生產上的失敗,並沒有使波施垂頭喪氣,他決定把自己的精力全部集中到對氮化物的研究上來。他同米塔什博士一起,開始著手研究把大氣中的氮轉化為化合態的氮化物究竟存在哪些途徑。他們先後利用過鈦、矽、氧化鋁。實驗結果本來頗有希望,是令人鼓舞的。然而不久才知道,法國已經有人研究出了這種工藝過程,並且已經獲得專利。這樣,法院便迫使巴登公司放棄這項研究。
在波施和他的同事們正忙於建造氰氨化物工廠的時候,歐洲的一批科學家卻在探索使氮和氫直接化合成氨的條件。其中有奧斯特瓦爾德教授的學生瓦爾特·能斯特(德國化學家)、卡爾斯魯厄的弗茨·哈伯。哈伯是德國著名的物理化學家和化工專家,卡爾斯魯厄高等工業學校的教授,他和波施一起對於氮和氫直接合成為氨進行了研究。雖然這個過程最先是由能斯特提出的,但是哈伯等人的研究成果被巴登公司利用,並在路易港實現了合成氮的工業化生產。1911年哈伯擔任柏林達列姆化學物理和電化研究所(現稱哈伯研究所)的所長。哈伯從事的研究工作有以下幾方麵:化學平衡、硝基苯的電解還原、電弧放電合成氧化氮。
哈伯在電化學領域進行過許多研究。此外,他多年致力於探討從海水中提取黃金的各種方法。在第一次世界大戰期間哈伯領導了德國軍隊的化學兵後勤部門,同時也是采用BB作戰的組織者。他認為,這樣做是為了盡“自己報效祖國的天職”。1933年,哈伯遷往瑞士僑居,一年後於瑞士的巴塞爾病故。其本人在1918年因在“以元素合成氨”方法所作的貢獻獲諾貝爾化學獎。
哈伯對於發生在氮和氨之間的平衡反應做了詳盡的研究之後得出結論:
氨的人工合成可以在1000℃以下進行。但是,直到瓦爾特·能斯特提出合成氨反應須在高壓下進行的建議之後,波施的研究工作才取得了成果。
哈伯認為,合成反應的壓力必須提高到200個大氣壓,裝催化劑用的管子應當加厚。如果此法可行的話,那麼,不論催化劑的價錢多麼貴,在經濟上也是合算的。
哈伯製備合成氨催化劑用的金屬,都是由柏林電燈泡工廠提供的。在試用過的各種金屬中,以粉末狀金屬鋨的催化效果最好。在壓力為200大氣壓,溫度為600℃的條件下,達到氨氣濃度為6%的產率。這在當時已被認為是很成功的了。
哈伯把他取得的成果介紹給他在卡爾斯魯厄的同行——巴登苯胺純堿公司的顧問卡爾·恩格勒教授,並建議恩格勒立刻向路易港的工廠發出生產倡議。
恩格勒教授向經理管委會建議對此進行研究,因為他認為這個方法是完全靠得住的。
公司經理布隆克的寫字台上放著兩封信。信的內容他已背得爛熟。200個大氣壓!在工廠生產的條件下,要達到這麼高的壓力,這怎麼可能呢?太沒道理啦!各個車間倒是都安裝著高壓釜,不過釜內的壓力最高也隻有5個大氣壓,而且還發生過好幾次爆炸事故呢。更何況製造這種設備的材料也都經受不住指定的各項條件。
冒這個險值得嗎?需要跟專家們好好商量一下。
波施走進經理辦公室,站在一旁等候著。布隆克舉手示意請他坐下。
“哈伯教授提出一種合成氨的生產方法,需要在200個大氣壓下進行。”
“溫度呢?”
“600度。”
“這可是紅熱溫度呀!這樣的溫度恐怕連最堅固的鋼材也承受不住。”
“可是他們就有這樣的設備,可以實現上述過程。而且恩格勒教授本人親眼看見過呢。”
“我們也應該有這樣的設備,”波施以堅定的語調說道,“實際上很有可能這樣做並非得不償失。”
“我們在建造氰氨化物工廠上本來就已經花了不少錢啦。”
波施揚起了頭,他從來沒有因為白白造成浪費而被任何人指責過。
布隆克安詳地微笑著,“我說這些話,絕對沒有指責您的意思,波施博士。對於您的才能,我一直給予高度的評價,這一點您是清楚的。但是,自從建造氰氨化物工廠失敗之後,經理管委會不打算在籌建氨的生產方麵再做任何新的摸索了。因此,這一次,恐怕經理管委會不會撥給您經費供您研究了。明天我們就要到卡爾斯魯厄去,和我們一道前往的還有貝恩森博士。”
在哈伯教授的實驗室裏當眾做了示範表演,但是,表演本身不是很有說服力,因而並不成功。盡管對反應設備事先做了細致的準備工作,可是實驗剛開始不久,有一處密封就經受不住內部的壓力,於是混合氣體立刻衝了出來,並發出嚇人的呼嘯聲。不過損壞的地方很快就修好了,經過幾個小時的反應之後,布隆克經理親眼看見清澈透明的液氨從分離器的旋塞裏一滴滴地流了出來。但是,實驗開始時遇到的挫折確實是一個嚴重的警告,就是說,在設計這套裝置時,必須特別精確,必須采取各種措施,以避免不幸事故的發生。
實際上後來發現,爆炸事故完全不是偶然的現象。大家預料到會發生爆炸,也絕非毫無根據。哈伯的那套裝置,在示範表演後的第二天就發生了爆炸。整個設備頃刻之間變成一堆七歪八扭報廢了的爛鐵。隨後,剛剛安裝好的盛著催化劑鋨的圓柱裝置,也爆炸了。這時,金屬鋨粉遇到空氣後又燃燒起來,結果,把積存備用的價格極貴的金屬鋨幾乎全都變成了沒有多大用處的氧化鋨。