History of the Haber process
હેબર પ્રક્રિયાનો ઇતિહાસ વીસમી સદીની શરૂઆતમાં હેબર પ્રક્રિયાની શોધ સાથે શરૂ થાય છે. આ પ્રક્રિયા એમોનિયાના સ્વરૂપમાં વાતાવરણીય ડાઇનાઇટ્રોજનના આર્થિક સ્થિરીકરણને મંજૂરી આપે છે, જે બદલામાં વિવિધ વિસ્ફોટકો અને નાઇટ્રોજન ખાતરોના ઔદ્યોગિક સંશ્લેષણ માટે પરવાનગી આપે છે, અને કદાચ વીસમી સદી દરમિયાન વિકસિત સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા છે. ઔદ્યોગિક ક્રાંતિની શરૂઆત પહેલાં, ખેડૂતો વિવિધ રીતે જમીનને ફળદ્રુપ બનાવતા, મુખ્યત્વે મળ અને પેશાબનો ઉપયોગ કરીને, છોડના વિકાસ માટે આવશ્યક પોષક તત્ત્વોના સેવનના ફાયદાઓથી સારી રીતે વાકેફ હતા. તેમ છતાં તેની અવગણના કરવામાં આવી હતી, ખેડૂતોએ પેઢી દર પેઢી પસાર થતા કુદરતી માધ્યમો અને ઉપાયો દ્વારા તેમના ખેતરોને ફળદ્રુપ બનાવવાની જવાબદારી લીધી હતી. જસ્ટસ વોન લીબિગના 1840 ના દાયકાના કાર્યોમાં નાઇટ્રોજનને આ મહત્વપૂર્ણ પોષક તત્ત્વોમાંના એક તરીકે ઓળખવામાં આવ્યું હતું. સમય જતાં બાળકો ખેતરોમાં રમતા હતા અને ખેડૂતો માનતા હતા કે આ જ કારણ છે કે તેમના બાળકો એટલા મજબૂત છે. એ જ રાસાયણિક સંયોજનને પહેલેથી જ નાઈટ્રિક એસિડમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, જે બારૂદ અને ટી. એન. ટી. અને નાઈટ્રોગ્લિસરિન જેવા શક્તિશાળી વિસ્ફોટકોના અગ્રદૂત છે. વૈજ્ઞાનિકો એ પણ જાણતા હતા કે નાઇટ્રોજન વાતાવરણનો પ્રબળ ભાગ છે, પરંતુ માનવસર્જિત રસાયણશાસ્ત્રએ હજુ સુધી તેને ઠીક કરવા માટે કોઈ સાધન સ્થાપિત કર્યું નથી. પછી, 1909 માં, જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી ફ્રિટ્ઝ હેબરે પ્રયોગશાળામાં વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનને સફળતાપૂર્વક સ્થાપિત કર્યું. આ સફળતામાં અત્યંત આકર્ષક લશ્કરી, ઔદ્યોગિક અને કૃષિ ઉપયોગો હતા. 1913 માં, ભાગ્યે જ પાંચ વર્ષ પછી, કાર્લ બોશની આગેવાની હેઠળની બીએએસએફની એક સંશોધન ટીમે હેબર પ્રક્રિયાની પ્રથમ ઔદ્યોગિક-સ્કેલ એપ્લિકેશન વિકસાવી, જેને કેટલીકવાર હેબર-બોશ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે. નાઇટ્રોજનના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનને કારણે જર્મનીને યુદ્ધના પ્રયાસો માટે જરૂરી દારૂગોળો અને વિસ્ફોટકો પૂરા પાડીને પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધ લાંબુ ચાલ્યું હતું, તેમ છતાં તેને હવે ગુઆનો સુધી પહોંચ ન હતી. યુદ્ધના સમયગાળા દરમિયાન, વર્ચ્યુઅલ રીતે અક્ષય વાતાવરણીય જળાશયમાંથી એમોનિયા નિષ્કર્ષણની ઓછી કિંમત સઘન કૃષિના વિકાસમાં ફાળો આપે છે અને વિશ્વભરમાં વસ્તી વૃદ્ધિ માટે ટેકો પૂરો પાડે છે. બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન, હેબર પ્રક્રિયાને ઔદ્યોગિકરણ કરવાના પ્રયાસોને બર્ગિયસ પ્રક્રિયાથી ઘણો ફાયદો થયો હતો, જેનાથી નાઝી જર્મનીને આઇજી ફારબેન દ્વારા ઉત્પાદિત સંશ્લેષિત બળતણ સુધી પહોંચવાની મંજૂરી મળી હતી, જેનાથી તેલની આયાતમાં ઘટાડો થયો હતો. એકવીસમી સદીની શરૂઆતમાં, હેબર પ્રક્રિયા (અને તેના એનાલોગ) ની અસરકારકતા એવી છે કે આ પ્રક્રિયાઓ કૃત્રિમ એમોનિયાની વૈશ્વિક માંગના 99 ટકાથી વધુને સંતોષે છે, જે વાર્ષિક 100 મિલિયન ટનથી વધુની માંગ છે. નાઇટ્રોજન ખાતરો અને યુરિયા અને એમોનિયમ નાઇટ્રેટ જેવા કૃત્રિમ ઉત્પાદનો ઔદ્યોગિક ખેતીનો મુખ્ય આધાર છે અને ઓછામાં ઓછા બે અબજ લોકોના પોષણ માટે જરૂરી છે. હેબર પ્રક્રિયા (અને તેના એનાલોગ) નો ઉપયોગ કરતી ઔદ્યોગિક સુવિધાઓ નોંધપાત્ર પર્યાવરણીય અસર ધરાવે છે. આજે ઉપયોગમાં લેવાતા કૃત્રિમ ખાતરના મોટા જથ્થામાં અડધા નાઇટ્રોજન છોડ દ્વારા આત્મસાત થતું નથી પરંતુ નદીઓ અને વાતાવરણમાં અસ્થિર રાસાયણિક સંયોજનો તરીકે તેનો માર્ગ શોધે છે. એલ ડોરાડો નાઇટ્રોજનથી બનેલો છે ઘણી સદીઓ સુધી, ખેડૂતો જાણતા હતા કે છોડના વિકાસ માટે ચોક્કસ પોષક તત્ત્વો જરૂરી છે. વિશ્વના જુદા જુદા ભાગોમાં, ખેડૂતોએ ખેતીની જમીનને ફળદ્રુપ કરવાની વિવિધ પદ્ધતિઓ વિકસાવી. ચીનમાં માનવ કચરો ચોખાના ખેતરોમાં વેરવિખેર થઈ ગયો હતો. ઓગણીસમી સદીના યુરોપમાં, અંગ્રેજી કબરોની ટોળકીઓ ખંડમાં ફરતી હતી, ફોસ્ફેટ ખાતરમાં પીગળવા માટે હાડપિંજરની શોધ કરતી હતી. જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી અને ઔદ્યોગિક કૃષિના સ્થાપક જસ્ટસ વોન લીબિગે (1803-1873) દાવો કર્યો હતો કે ઇંગ્લેન્ડે ખાતર માટે ફોસ્ફરસ મેળવવા માટે યુરોપમાંથી 35 લાખ હાડપિંજરની "ચોરી" કરી હતી. પેરિસમાં, શહેરના બગીચાઓને ફળદ્રુપ બનાવવા માટે વાર્ષિક દસ લાખ ટન ઘોડાનું છાણ એકત્રિત કરવામાં આવતું હતું. ઓગણીસમી સદી દરમિયાન, અમેરિકન પશ્ચિમમાંથી બાઇસનના હાડકાંને ફોસ્ફરસ અને ફોસ્ફેટ ખાતરના ઉત્પાદન માટે પૂર્વ દરિયાકાંઠાના કારખાનાઓમાં પાછા લાવવામાં આવ્યા હતા. 1820ના દાયકાથી 1860ના દાયકા સુધી, પેરુના ચિન્ચા ટાપુઓનો ઉપયોગ તેમની ઉચ્ચ ગુણવત્તાની ગુઆનો થાપણો માટે કરવામાં આવ્યો હતો, જેને તેમણે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, ફ્રાન્સ અને યુનાઇટેડ કિંગડમને નિકાસ કરી હતી. ગુઆનો-બૂમે પેરુમાં કેટલાક દાયકાઓ સુધી આર્થિક પ્રવૃત્તિમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો, જ્યાં સુધી તમામ 12.5 લાખ ટન ગુઆનો થાપણો ખતમ ન થઈ ગઈ. ખાતરના વૈકલ્પિક સ્રોતો શોધવા માટે સંશોધન શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું. તે સમયે પેરુનો ભાગ એટાકામા રણ નોંધપાત્ર માત્રામાં સોલ્ટપીટર (સોડિયમ નાઇટ્રેટ) નું ઘર હતું. આ થાપણોની શોધના સમયે, સોલ્ટપીટરનો કૃષિ ઉપયોગ મર્યાદિત હતો. પછી રસાયણશાસ્ત્રીઓએ દારૂગોળાનું ઉત્પાદન કરવા માટે સોલ્ટપીટરને શુદ્ધ કરવાની પ્રક્રિયા સફળતાપૂર્વક વિકસાવી. સોલ્ટપીટરને નાઇટ્રિક એસિડમાં પણ રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યું હતું, જે નાઇટ્રોગ્લિસરિન અને ડાયનામાઇટ જેવા શક્તિશાળી વિસ્ફોટકોના પુરોગામી હતા. જેમ જેમ આ પ્રદેશમાંથી નિકાસમાં વધારો થયો તેમ તેમ પેરુ અને તેના પડોશીઓ વચ્ચે તણાવ પણ વધ્યો. 1879માં બોલિવિયા, ચિલી અને પેરુએ એટાકામા રણના કબજાને લઈને યુદ્ધ કર્યું હતું, જે કહેવાતા "સોલ્ટપીટર યુદ્ધ" હતું. બોલિવિયન દળોને ચિલીના સૈનિકોએ ઝડપથી હરાવ્યા હતા. 1881માં, ચિલીએ પેરૂને હરાવ્યું અને અટાકામા રણમાં નાઇટ્રેટના શોષણ પર નિયંત્રણ મેળવી લીધું. કૃષિ માટે ચિલીના સોલ્ટપીટરનો વપરાશ ઝડપથી વધ્યો અને ચિલીના જીવનધોરણમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો. યુરોપમાં ટેકનોલોજીકલ વિકાસથી આ દિવસોનો અંત આવ્યો. વીસમી સદીમાં, આ પ્રદેશના ખનિજો "વૈશ્વિક નાઇટ્રોજન પુરવઠામાં ન્યૂનતમ યોગદાન આપે છે". ઓગણીસમી સદીના અંતમાં, 1898માં બ્રિટિશ એસોસિએશન ફોર ધ એડવાન્સમેન્ટ ઓફ સાયન્સના પ્રમુખ વિલિયમ ક્રૂક્સ સહિતના રસાયણશાસ્ત્રીઓએ આગાહી કરી હતી કે નજીકના ભવિષ્યમાં ખાતર અથવા વિસ્ફોટકોના રૂપમાં નાઇટ્રોજન સંયોજનોની માંગ પુરવઠાને વટાવી જશે. 1784માં પ્રકાશિત ક્લાઉડ લુઇસ બર્થોલેટના કાર્યને અનુસરીને, રસાયણશાસ્ત્રીઓ એમોનિયાને નાઇટ્રોજન સંયોજન તરીકે જાણતા હતા. એમોનિયાનું સંશ્લેષણ કરવાના પ્રારંભિક પ્રયાસો 1795માં જ્યોર્જ ફ્રેડરિક હિલ્ડેબ્રાન્ડ દ્વારા કરવામાં આવ્યા હતા. ઓગણીસમી સદી દરમિયાન અન્ય કેટલાક બનાવવામાં આવ્યા હતા. 1870 ના દાયકામાં, એમોનિયા ઉત્પાદિત ગેસ બનાવવાની અનિચ્છનીય આડપેદાશ હતી. તેનું મહત્વ પાછળથી ઉભરી આવ્યું અને 1900ના દાયકામાં ઉદ્યોગે કોકમાંથી તેનું ઉત્પાદન કરવા માટે તેમની સુવિધાઓમાં ફેરફાર કર્યો. તેમ છતાં ઉત્પાદન માંગ પૂરી કરી શક્યું ન હતું. ઉદાહરણ તરીકે, 1910 માં, કોક ઓવનમાંથી નિશ્ચિત નાઇટ્રોજનનું ઉત્પાદન કુલ 230,000 ટન હતું, જ્યારે ચિલીએ લગભગ 370,000 મેટ્રિક ટનની નિકાસ કરી હતી. 1900 માં, ચિલીએ તેના સોલ્ટપીટરની થાપણો સાથે, ગ્રહ પરના તમામ ખાતરના બે તૃતીયાંશ ઉત્પાદન કર્યું હતું. જો કે, આ થાપણો ઝડપથી ઘટી હતી, ઉદ્યોગમાં અલ્પાધિકારનું પ્રભુત્વ હતું અને સોલ્ટપીટરની કિંમતમાં સતત વધારો થતો હતો. યુરોપની વધતી જતી વસ્તી માટે ખાદ્ય સુરક્ષા સુનિશ્ચિત કરવા માટે એમોનિયા મેળવવાની નવી આર્થિક અને વિશ્વસનીય પદ્ધતિ વિકસાવવી જરૂરી હતી. જર્મનીમાં ખાદ્ય સુરક્ષાના મુદ્દાઓ ખાસ કરીને તીવ્ર હતા. તેની જમીન નબળી હતી અને દેશમાં સામ્રાજ્યનો અભાવ હતો. ચિલીના સોલ્ટપીટરનો મુખ્ય ગ્રાહક જર્મનીની સોલ્ટપીટરની આયાત 1900માં કુલ 350,000 ટન હતી. બાર વર્ષ પછી, તેણે 900,000 ટનની આયાત કરી. ગુઆનો ટાપુ અધિનિયમને કારણે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ઘણી સારી સ્થિતિમાં હતું. 1890 અને 1900 વચ્ચેના વર્ષોમાં, રસાયણશાસ્ત્ર ઘણા મોરચે આગળ વધ્યું, અને વધુ વૈજ્ઞાનિકોએ વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનને ઠીક કરવાનો પ્રયાસ કર્યો. 1895 માં, જર્મન રસાયણશાસ્ત્રીઓ એડોલ્ફ ફ્રેન્ક અને નિકોડેમ કારો કેલ્શિયમ સાયનામાઇડ મેળવવા માટે કેલ્શિયમ કાર્બાઇડને ડાઇનાઇટ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરવામાં સફળ થયા, જે ખાતર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા રાસાયણિક સંયોજન છે. ફ્રેન્ક-કારો પ્રક્રિયાનું ઔદ્યોગિકરણ 1905માં શરૂ થયું હતું. 1918 સુધીમાં, ત્યાં 35 સંશ્લેષણ સ્થળો હતા જે વાર્ષિક 325,000 ટન નાઇટ્રોજનને સ્થિર કરતા હતા. જો કે, સાયનામાઇડ પ્રક્રિયાએ મોટા પ્રમાણમાં વિદ્યુત શક્તિનો વપરાશ કર્યો હતો અને હેબર પ્રક્રિયા કરતાં વધુ શ્રમ-સઘન હતી. આજે, સ્યાનામાઇડનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે હર્બિસાઇડ તરીકે થાય છે. વીસમી સદીની શરૂઆતના શ્રેષ્ઠ જર્મન રસાયણશાસ્ત્રીઓમાંના એક માનવામાં આવતા વિલ્હેલ્મ ઓસ્ટવાલ્ડે 1900માં એક શોધનો ઉપયોગ કરીને એમોનિયાનું સંશ્લેષણ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો. તેમને બીએએસએફમાં રસ પડ્યો, જેમણે તાજેતરમાં ભાડે રાખેલા રસાયણશાસ્ત્રી કાર્લ બોશને ઉપકરણને માન્ય કરવા કહ્યું. ઘણા પરીક્ષણો પછી, બોશે તારણ કાઢ્યું કે એમોનિયા ઉપકરણમાંથી જ આવે છે, વાતાવરણમાંથી નહીં. ઓસ્ટવાલ્ડે આ નિષ્કર્ષને પડકાર્યો હતો, પરંતુ જ્યારે બોશે સાબિતી રજૂ કરી ત્યારે તેણે સ્વીકાર્યું હતું. 1901માં, હેનરી લે ચેટેલિયરે હવામાંથી એમોનિયાનું સંશ્લેષણ કરવામાં સફળ રહ્યા હતા. પેટન્ટ મેળવ્યા પછી, તેમણે દાવો કર્યો હતો કે દબાણ વધારીને વધુ સારું પ્રદર્શન મેળવવું શક્ય છે. જ્યારે એક ઉપકરણના આકસ્મિક વિસ્ફોટને પગલે તેમના એક સહાયકનું મૃત્યુ થયું, ત્યારે લે ચેટેલિયરે તેમનું સંશોધન સમાપ્ત કરવાનું નક્કી કર્યું. ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીના નિષ્ણાતો અમેરિકનો બ્રેડલી અને લવજોયે ઇલેક્ટ્રિક આર્ક્સનો ઉપયોગ કરીને નાઈટ્રિક એસિડ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિ વિકસાવી. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને નાઈટ્રિક એસિડનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન 1902માં શરૂ થયું હતું. તેમની કંપની ટૂંક સમયમાં 1904 માં બંધ થઈ ગઈ, કારણ કે વીજળીના વપરાશને કારણે ઉત્પાદન ખર્ચ ખૂબ વધારે હતો. 1905 માં, નોર્વેના ભૌતિકશાસ્ત્રી ક્રિસ્ટિયન બર્કલેન્ડે, ઇજનેર અને ઉદ્યોગપતિ સેમ્યુઅલ આઇડ દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડ્યું હતું, તેણે બર્કલેન્ડ-આઇડ પ્રક્રિયા વિકસાવી હતી જે વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનને નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ તરીકે સ્થિર કરે છે. બર્કલેન્ડ-આઇડ પ્રક્રિયામાં નોંધપાત્ર માત્રામાં વીજળીની જરૂર પડે છે, જે સંભવિત સ્થળના સ્થાનને અવરોધે છે; સદભાગ્યે, નોર્વે પાસે આ જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે સક્ષમ ઘણી સાઇટ્સ હતી. નોર્સ્ક હાઈડ્રોની સ્થાપના 2 ડિસેમ્બર 1905ના રોજ નવી પ્રક્રિયાનું વ્યાપારીકરણ કરવા માટે કરવામાં આવી હતી. 1911માં, નોર્સ્ક હાઇડ્રો સુવિધા 50,000 કિલોવોટનો વપરાશ કરી રહી હતી, પછીના વર્ષે, વપરાશ બમણો થઈને 100,000 કિલોવોટ થઈ ગયો. 1913 સુધીમાં, નોર્સ્ક હાઈડ્રોની સુવિધાઓ 12,000 ટન નાઇટ્રોજનનું ઉત્પાદન કરી રહી હતી, જે તે સમયે કોકમાંથી કાઢવામાં આવેલા જથ્થાના લગભગ 5 ટકા જેટલું હતું. તે સમયે આવી જ પ્રક્રિયાઓ વિકસાવવામાં આવી હતી. બીએએસએફના કર્મચારી સ્કોનહેરે 1905માં શરૂ થયેલી નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન પ્રક્રિયા પર કામ કર્યું હતું. 1919માં, સ્કોનહરની બડીશે પ્રક્રિયાને નોર્સ્ક હાઇડ્રો સુવિધાઓમાં કાર્યરત કરવામાં આવી હતી. તે જ વર્ષે, જર્મની અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં પૌલિંગ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આ તમામ પદ્ધતિઓ ઝડપથી ઓછી ખર્ચાળ હેબર પ્રક્રિયા દ્વારા સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવી હતી. એક નવો અભિગમ 1905માં, જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી ફ્રિટ્ઝ હેબરે થર્મોડાયનેમિક ટેકનિશિયર ગેસરેક્ટિઓનેન (ધ થર્મોડાયનેમિક્સ ઓફ ટેકનિકલ ગેસ રિએક્શન્સ) પ્રકાશિત કર્યું, જે તેના સૈદ્ધાંતિક અભ્યાસ કરતાં રસાયણશાસ્ત્રના ઔદ્યોગિક ઉપયોગ વિશે વધુ ચિંતિત પુસ્તક છે. તેમાં, હેબરે એમોનિયાના સંતુલન સમીકરણના તેમના અભ્યાસના પરિણામો દાખલ કર્યાઃ (g) + 3 (g) 2 (g)-ΔH લોહ ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં 1000 °C પર, ડાઇનાઇટ્રોજન અને ડાયહાઇડ્રોજન ગેસમાંથી "નાની" માત્રામાં એમોનિયા ઉત્પન્ન થયું હતું. આ પરિણામોએ આ દિશામાં તેમના વધુ પ્રયાસોને નિરુત્સાહિત કર્યા. જો કે, 1907 માં, હેબર અને વોલ્ટર નેર્નસ્ટ વચ્ચેની વૈજ્ઞાનિક દુશ્મનાવટને કારણે, નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન હેબરની પ્રથમ પ્રાથમિકતા બની હતી. થોડા વર્ષો પછી, હેબરે નવી નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન પ્રક્રિયા વિકસાવવા માટે એમોનિયાના રાસાયણિક સંતુલન અને ઉચ્ચ દબાણ રસાયણશાસ્ત્ર અને હવાના દ્રવીકરણ સાથે પોતાની પરિચિતતા પર નેર્નસ્ટ દ્વારા પ્રકાશિત પરિણામોનો ઉપયોગ કર્યો. તેમની પાસે સિસ્ટમ પર લાદવા માટેના પરિમાણો વિશે કોઈ ચોક્કસ માહિતી નહોતી, પરંતુ તેમના સંશોધનના અંતે, તેઓ એ સ્થાપિત કરી શક્યા કે અસરકારક એમોનિયા ઉત્પાદન પ્રણાલીએઃ ઉચ્ચ દબાણ (20 એમપીએના ક્રમમાં) પર કામ કરવું જોઈએ; એમોનિયાના સંશ્લેષણને વેગ આપવા માટે એક અથવા વધુ ઉત્પ્રેરકનો અમલ કરવો જોઈએ; ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં શ્રેષ્ઠ કાર્યક્ષમતા મેળવવા માટે ઉચ્ચ તાપમાન (500 ડિગ્રી સેલ્સિયસ અને 600 ડિગ્રી સેલ્સિયસની વચ્ચે) પર કામ કરવું જોઈએ; કારણ કે લગભગ 5 ટકા એન 2 અને એચ 2 અણુઓ રાસાયણિક રિએક્ટરમાં દરેક માર્ગ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છેઃ દ્રવીકરણ દ્વારા અન્ય અણુઓથી એમોનિયાને અલગ કરે છે, એમોનિયાને સતત પાછો ખેંચે છે, એન 2 અને એચ 2 ને ઇન્જેક્ટ કરે છે જે ફરીથી રાસાયણિક રિએક્ટરમાં પ્રતિક્રિયા આપતા નથી; ઉત્પાદિત ગરમીનું પુનર્ચક્રણ કરે છે. ઉચ્ચ દબાણ સાથે સંકળાયેલી સમસ્યાઓને દૂર કરવા માટે, હેબરે રોબર્ટ લે રોસિગ્નોલની પ્રતિભાઓને બોલાવ્યા, જેમણે પ્રક્રિયાની સફળતા માટે જરૂરી સાધનોની રચના કરી હતી. 1909ની શરૂઆતમાં, હેબરે શોધ્યું કે ઓસ્મિયમ ઉત્પ્રેરક તરીકે કામ કરી શકે છે. પાછળથી, તેમણે સ્થાપિત કર્યું કે યુરેનિયમ ઉત્પ્રેરક તરીકે પણ કામ કરી શકે છે. હેબરે આયર્ન, નિકલ, મેંગેનીઝ અને કેલ્શિયમ સાથે પણ સારા પરિણામો મેળવ્યા. ઉપર દર્શાવેલ રાસાયણિક સમીકરણમાં, સીધી પ્રતિક્રિયા એક્ઝોથર્મિક છે. આ ગરમીનો ઉપયોગ રાસાયણિક રિએક્ટરમાં પ્રવેશતા પહેલા રીએજન્ટ્સને ગરમ કરવા માટે થઈ શકે છે. હેબરની ટીમે એક એવી પ્રણાલી વિકસાવી છે જે ઉત્પન્ન થતી ગરમીનું પુનઃચક્રણ કરે છે. માર્ચ 1909માં, હેબરે તેમના પ્રયોગશાળાના સાથીદારોને દર્શાવ્યું હતું કે તેમને આખરે વાતાવરણીય ડાઇનાઇટ્રોજનને તેના ઔદ્યોગિકરણને ધ્યાનમાં લેવા માટે પૂરતી સ્થિર કરવામાં સક્ષમ પ્રક્રિયા મળી છે. જ્યારે બી. એ. એસ. એફ. એ હેબર પ્રક્રિયા પર પેટન્ટ લીધું હતું, ત્યારે બી. એ. એસ. એફ. ખાતે સંશોધન નિયામક ઓગસ્ટ બર્નથસેને તેની ઉપયોગિતા પર શંકા વ્યક્ત કરી હતી. તેઓ માનતા ન હતા કે બીએએસએફ આવા પ્રોજેક્ટમાં જોડાવા માંગે છે. બર્નથસેનના જણાવ્યા અનુસાર, કોઈ પણ ઔદ્યોગિક ઉપકરણ રોકાણની ચૂકવણી કરવા માટે લાંબા સમય સુધી આટલા ઊંચા દબાણ અને તાપમાનનો સામનો કરવામાં સક્ષમ નહોતું. વધુમાં, તેમને એવું લાગ્યું કે ઓસ્મિયમની ઉત્પ્રેરક ક્ષમતા ઉપયોગ સાથે અદૃશ્ય થઈ શકે છે, જેના માટે પૃથ્વી પર ધાતુની અછત હોવા છતાં તેને નિયમિત રીતે બદલવાની જરૂર હતી. જોકે, રસાયણશાસ્ત્રી અને યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર કાર્લ એંગ્લરે બીએએસએફના પ્રમુખ હેનરિચ વોન બ્રંકને હેબર સાથે વાત કરવા માટે સમજાવવા માટે પત્ર લખ્યો હતો. વોન બ્રંક, બર્નથસેન અને કાર્લ બોશ સાથે, હેબરની પ્રયોગશાળામાં ગયા તે નક્કી કરવા માટે કે શું બીએએસએફે પ્રક્રિયાના ઔદ્યોગિકરણમાં જોડાવું જોઈએ. જ્યારે બર્નથસેનને ખબર પડી કે તેમને ઓછામાં ઓછા 100 એટીએમ (લગભગ 10 એમપીએ) ને ટેકો આપવા માટે સક્ષમ ઉપકરણોની જરૂર છે, ત્યારે તેમણે કહ્યું, "એક સો વાતાવરણ! હમણાં જ ગઈકાલે સાત વાતાવરણમાં એક ઓટોક્લેવ અમારા પર વિસ્ફોટ થયો! " નિર્ણય લેતા પહેલા, વોન બ્રુનકે બોશની સલાહ માંગી હતી. બાદમાં પહેલેથી જ ધાતુશાસ્ત્રમાં કામ કર્યું હતું, અને તેમના પિતાએ ઘરે એક યાંત્રિક વર્કશોપ સ્થાપિત કરી હતી જ્યાં યુવાન કાર્લ વિવિધ સાધનો સંભાળવાનું શીખ્યા હતા. તેઓ કોઈ નોંધપાત્ર પરિણામો પ્રાપ્ત કર્યા વિના, નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન પર ઘણા વર્ષોથી કામ કરી રહ્યા હતા. તેઓ જાણતા હતા કે ઇલેક્ટ્રિક ચાપ ભઠ્ઠીઓનો ઉપયોગ કરતી પ્રક્રિયાઓ, જેમ કે બર્કલેન્ડ-આઇડ પ્રક્રિયા, માટે વિશાળ માત્રામાં વીજળીની જરૂર પડે છે, જે તેમને નોર્વેની બહાર આર્થિક રીતે બિનવ્યાવસાયિક બનાવે છે. વિકાસ ચાલુ રાખવા માટે, બીએએસએફે ફિક્સિંગની વધુ આર્થિક પદ્ધતિ શોધવી પડી હતી. બોશે કહ્યું, "મને લાગે છે કે તે કામ કરી શકે છે. હું બરાબર જાણું છું કે સ્ટીલ ઉદ્યોગ શું કરી શકે છે. આપણે તેને જોખમમાં મૂકવું જોઈએ. જુલાઈ 1909માં, બીએએસએફના કર્મચારીઓ ફરીથી હેબરની સફળતાની તપાસ કરવા આવ્યાઃ પ્રયોગશાળાના સાધનોએ હવામાંથી નાઇટ્રોજનને પ્રવાહી એમોનિયાના રૂપમાં દર બે કલાકમાં આશરે 250 મિલિલીટરના દરે સ્થિર કર્યું. બીએએસએફે આ પ્રક્રિયાને ઔદ્યોગિકરણ કરવાનું નક્કી કર્યું, જો કે તે સ્કોનહર પ્રક્રિયાને સંચાલિત કરવા માટે નોર્સ્ક હાઇડ્રો સાથે સંકળાયેલું હતું. પ્રક્રિયાના ઔદ્યોગિકરણના ભાવિ વડા કાર્લ બોશે અહેવાલ આપ્યો હતો કે મુખ્ય પરિબળ કે જેણે બીએએસએફને આ માર્ગ પર આગળ વધવા માટે પ્રેરિત કર્યું તે ઉત્પ્રેરકની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો હતો. નોંધો ગ્રંથસૂચિ રસાયણશાસ્ત્રનો ઇતિહાસ ફ્રિટ્ઝ હેબર