Haber-Bosch-processen

Haber-Bosch processen - nogle gange omtalt som Haber-processen - er en industriel implementering af reaktionen mellem nitrogen- og hydrogengas. Det er den primære metode til ammoniakproduktion:^[1]

N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃   (ΔH = −92.4 kJ·mol⁻¹)

Nitrogen er et stærkt begrænset næringsstof i plantevækst. Carbon og oxygen er også vigtige, men er lettere at optage fra jorden og luften. Selvom atmosfærisk luft består af 78 % nitrogen, er atmosfærisk nitrogen vanskeligt at optage for planterne, fordi nitrogenmolekylet er bundet stærkt sammen af en triplebinding. Nitrogen skal være fikseret, dvs. omdannet til biotilgængelige stoffer gennem naturlige eller menneskeskabte processer. Først i begyndelsen af 1900-tallet udviklede Fritz Haber den første proces til omdannelse af atmosfærisk nitrogen til ammoniak, som - via en omdannelse til ammoniumion - kan bruges som næringsstof til planter. Inden udviklingen af Haber-Bosch-processen havde ammoniak været besværligt at producere i industriel skala.^[2][3][4][5] Nitrogenfiksering blev allerede udført i industriel skala via Birkeland–Eyde processen og Frank–Caro processen men på en meget dyr og ineffektiv måde rent energimæssigt.

Det er blevet anslået, at en tredjedel af Jordens befolkning er afhængig af føde dyrket med gødning produceret med ammoniak fra Haber-Bosch processen.^[6] Det er blevet anslået, at halvdelen af proteinerne i mennesket indeholder nitrogen, som oprindeligt er produceret ved denne proces; resten produceres af nitrogenfikserende bakterier.^[7]

1. ^ Max Appl "Ammonia" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2006 Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a02_143.pub2
2. ^ Smil, Vaclav (2004). Enriching the Earth: Fritz Haber, Carl Bosch, and the Transformation of World Food Production. Cambridge, MA: MIT Press. ISBN 978-0-262-69313-4.
3. ^ Hager, Thomas (2008). The Alchemy of Air. Harmony Books, New York. ISBN 978-0-307-35178-4.
4. ^ Fertilizer Industry: Processes, Pollution Control and Energy Conservation by Marshall Sittig (1979) Noyes Data Corp., N.J. ISBN 0-8155-0734-8
5. ^ "Heterogeneous Catalysts: A study Guide"
6. ^ Wolfe, David W. (2001). Tales from the underground a natural history of subterranean life. Cambridge, Mass: Perseus Pub. ISBN 0-7382-0128-6. OCLC 46984480.
7. ^ BBC: Discovery - Can Chemistry Save The World? - 2. Fixing the Nitrogen Fix