不過,在這一年科學技術方麵的進步中,說起對當時的局勢影響最大的,卻是德國化學家弗裏茨?哈伯。
作為中德重點合作項目,也是兩**工係統最高密級的合作項目—人工合成氨項目的重要參與者,弗裏茨?哈伯與中德兩國的眾多科研人員經過反複試驗,終於建成了第一套實用性的工業化合成氨生產線。
作為炸藥的重要原料,硝酸鹽一直以來主要來自天然的鈉硝石礦。南美的智利因為生產鈉硝石礦,在十九世紀後期和二十世紀初獲得了難以想象的財富。而中**工業的爆發式成長,和中國從新疆青海的戈壁中發現了世界最大規模的鈉硝石礦有著直接關係。
人工合成硝酸鹽的努力始終沒有停歇。
在鄭鷹時代,自1890年開始,人工合成氨就始終處於最高密級,是國家最為核心的研發項目之一。鄭鷹等人的思維一向簡單而直接:既然硝酸根就是氮氫化合物,那就首先看看如何直接以氮氣和氫氣合成氨氣。這種簡單式的思維,卻誤打誤撞合乎了另一時空人工合成氨的發展曆程。
1895年和1900年,中國化學家馬定軒和法國化學家勒沙特列先後完成了理論計算,提出氮氣和氨氣可以在高壓下直接合成氨。但在實驗過程中,兩邊卻都發生了爆炸。根據勒沙特列的實驗結果,德國物理化學權威能斯特通過理論計算,提出合成氨根本不可能進行,勒沙特列也放棄了進一步的試驗。
在中國方麵,鄭鷹卻堅決主張繼續推動人工合成氨。
道理很簡單:他知道曆史。
不過,有充足的天然鈉硝石礦做後盾,中**方對人工合成氨實際上並未投入過多精力。一直到1902年,中國方麵才查明,之前爆炸的原因是氫氣和氧氣的混合氣體中混有氧氣,在高壓下與氫氣反應發生了爆炸。
在德國,弗裏茨?哈伯卻沒有放棄合成氨的努力,而他的努力也獲得了德皇的支持。
作為一個沒有鈉硝石礦,而國家又建立在軍事力量基礎上的國家,德國比中國更加渴望人工合成氨的成功。
哈伯首先進行了一係列實驗,探索合成氨的最佳物理化學條件。在實驗中,他發現自己取得的某些數據與能斯特的有所不同,但他並不盲從權威,而是依靠實驗來檢驗,終於證實了能斯特的計算是錯誤的。
哈伯設計了一套新的流程:在熾熱的焦炭上方吹入水蒸汽,可以獲得幾乎等體積的一氧化碳和氫氣的混和氣體。其中的一氧化碳在催化劑的作用下,進一步與水蒸汽反應,得到二氧化碳和氫氣。然後將混和氣體在一定壓力下溶於水,二氧化碳被吸收,就製得了較純淨的氫氣。同樣將水蒸汽與適量的空氣混和通過紅熱的炭,空氣中的氧和碳便生成一氧化碳和
二氧化碳而被吸收除掉,從而得到了所需要的氮氣。
不過,整個流程卻依賴於精確的參數:溫度,氣壓,催化劑的選擇。而這一切,都建立在大量實驗和計算的基礎上。
1906年開始,中德軍工合作步入正軌。獲得了中國方麵鈉硝石礦源源不斷的支持,德皇也沒有太多藏私。雙方軍工專家團在交流之後,經兩國上層敲定,人工合成氨成為重點合作項目。
中國方麵的思路,實際上和哈伯相類似。
兩邊的實驗數據互相比照驗證,進程頓時一日千裏。
1907年5月,研究團隊終於確定,在600攝氏度的高溫、200個大氣壓和鋨為催化劑的條件下,能得到產率約為8%的合成氨。
這個轉化率並不高,甚至根本毫無經濟效益。但哈伯並沒有氣餒,他提出了一個新的思路:在高壓下實現循環加工,通過永無停歇的反複化合完成工業化的人工合成氨。
1907年8月,在不眠不休的努力之下,中國聯合化工建成了第一套工業化的中試生產線。1907年11月,報告同時遞交到了中國皇帝和德皇的案頭:工業化人工合成氨已經符合量產標準。
不過,新的問題隨之而來:原本確定的催化劑是鋨,非常難以加工,卻很容易與空氣化合為易揮發的四氧化物,且鋨儲量極少,價格過高。中國方麵在工業化生產的試驗裝置中采用了鈾,卻無法解決鈾對氧氣和水過於敏感的問題,且鈾的成本同樣過高。
此外,作為高壓反應容器的低碳鋼,對氫氣過於敏感,很容易脫碳腐蝕,在未來的大工業化生產中也迫切需要得到解決。
合成氨的真正大工業生產,依然還有著非常現實的問題。
兩國的科研團隊又開始了艱難的公關。
但路徑終究已經明確。
新時代的曙光,已經出現在地平線上。
在這一年,中國舉辦了第一次北京-迪化汽車拉力賽,眾多海內外汽車廠家單獨或聯合組隊參賽,推銷車型,也湧現了一大批人氣車手。