Qu'est-ce que le processus Haber-Bosch?
Parfois appelé l’avancée technologique la plus importante du XXe siècle, le procédé Haber-Bosch permet la synthèse en masse économique de l’ammoniac (NH3) à partir d’azote et d’hydrogène. Il a été développé un peu avant la Première Guerre mondiale par Fritz Haber et Carl Bosch, des chimistes allemands. Haber remporta le prix Nobel de chimie en 1918 pour ses découvertes et Bosch partagea un prix Nobel avec Friedrich Bergius en 1931 pour ses travaux sur les réactions chimiques à haute pression. Un secret national allemand au début, la chimie et les techniques à la base de la synthèse efficace de l’ammoniac se sont répandues dans le reste du monde au cours des années vingt et trente.
Haute pression, hautes températures
L'ammoniac est important car c'est le principal ingrédient des engrais artificiels, sans lequel les rendements agricoles modernes seraient impossibles. Parfois appelé procédé Haber à l'ammoniac, le procédé Haber-Bosch a été le premier procédé chimique industriel à utiliser des pressions extrêmement élevées: 200 à 400 atmosphères. En plus des pressions élevées, le procédé utilise également des températures élevées d’environ 400 à 650 ° Celsius (750 à 200 ° Fahrenheit). L'efficacité de la réaction est fonction de la pression et de la température. des rendements plus élevés sont produits à des pressions plus élevées et à des températures plus basses dans la plage nécessaire.
Histoire
Au cours de la première décennie du 20e siècle, la synthèse artificielle de nitrates faisait l'objet de recherches car elle craignait que l'offre mondiale d'azote fixé ne diminue rapidement par rapport à la demande. L'azote sous sa forme gazeuse atmosphérique inactive est très abondant, mais les composés azotés "fixés" utiles à l'agriculture étaient plus difficiles à trouver à cette époque. Les exploitations agricoles nécessitent de grandes quantités d'azote fixe pour produire de bons rendements. Au début du XXe siècle, tous les pays développés du monde devaient importer en masse des nitrates provenant de la plus grande source disponible - le salpêtre (NaNO3) du Chili - et de nombreux scientifiques s'inquiétaient de la diminution de l'offre de composés azotés.
Le procédé Haber-Bosch a apporté une solution au manque d'azote fixé. Utilisant des pressions extrêmement élevées et un catalyseur composé principalement de fer, les produits chimiques essentiels utilisés à la fois pour la production d’engrais et d’explosifs ont été rendus très accessibles en Allemagne, permettant à ce pays de continuer à se battre pendant la Première Guerre mondiale. Comme le processus de Haber-Bosch ramifié dans l'utilisation mondiale, il est devenu la principale procédure responsable de la production d'engrais chimiques.