Эльзе нравился этот энергичный, интересный человек, и она с радостью приняла его предложение. Свадьбу сыграли в Кёльне и сразу же после этого уехали в Людвигсхафен. Молодая чета поселилась в частном доме, расположенном в глубине просторного двора. Тут нашлось место и для аквариумов, и для террариума с земноводными; одну из комнат превратили в мастерскую — смонтировали станок и поставили столярный верстак. Свободное от работы время Бош посвящал своим любимым занятиям — рыбам, земноводным, насекомым, цветам.
…Бош продолжал заниматься проблемой связывания азота. Обстоятельно изучив всю имеющуюся литературу, он пришел к выводу, что получение аммиака легче всего осуществить через цианамид бария. По заказу Боша на фабрику завезли углекислый барий, а мастер Кранц изготовил пресс, на котором из смеси углекислого бария и угля делали брикеты. Опыты проводил доктор Альвин Митташ, принятый на фабрику по рекомендации профессора Боденштейна[369]. Митташ разрабатывал новый метод получения азота, необходимого для синтеза.
Старый метод удаления кислорода из воздуха — взаимодействие кислорода с медным порошком — был очень дорог. Новый метод оказался намного дешевле. Теперь по отдельным трубам пропускали воздух и водород и в момент смешивания газов воспламеняли смесь. В этих условиях кислород воздуха связывался с водородом, образуя воду, а азот оставался свободным. Полученный таким образом азот поступал в капсулы, заполненные брикетами. Реакция происходила при 1500°С, капсулы нагревались в специальной печи. Однако уплотнения труб, по которым протекал азот, не выдерживали такой высокой температуры, газ просачивался из капсул, и брикеты нередко оставались без изменения.
Смесь же цианида и цианамида бария легко вступала в реакцию с парами воды, в результате получался аммиак и восстанавливался углекислый барий. Выделенный карбоная смешивали с углем и вновь подвергали брикетированию. Новый метод был достаточно надежным — многолетний труд двух исследователей не пропал даром. Проект был принят, и производственный совет решил выделить средства на строительство цианамидной фабрики.
В 1906 году это строительство началось, и в том же году у Боша родился сын. По семейной традиции первенца назвали по имени отца. Дед, отец и сам Бош, а теперь еще и его первенец — все были Карлами.
Занятая ребенком Эльза не видела, как строилась фабрика, но муж подробно рассказывал ей обо всем. Кольцевая печь состояла из 16 больших камер, каждая из которых содержала по 210 шамотных капсул: всего 5 тонн карбоната бария. По подсчетам Боша суточная производительность должна превышать 500 кг аммиака. Но одно дело работать с тридцатью капсулами, и совсем другое — с тремя тысячами! На практике ежедневный выход аммиака не достигал и 350 кг. Этого количества было недостаточно даже для того, чтобы покрыть расходы, и совет директоров решил приостановить работы, что и было сделано в июне 1908 года.
Неудача на цианамидной фабрике не обескуражила Боша, он решил сосредоточить свое внимание на нитридах. Вместе с доктором Митташем он приступил к изучению возможностей связывания атмосферного азота в нитриды. Они использовали титан, кремний, окись алюминия. Результаты опытов обнадеживали, но вскоре выяснилось, что во Франции уже разработаны и запатентованы подобные технологические процессы, и суд заставил руководство БАСФ отказаться от этих исследований.
В то время, пока Бош и его сотрудники были заняты строительством цианамидной фабрики, европейские ученые продолжали изучать возможности прямого связывания азота и водорода в аммиак. Над этой проблемой работал один из учеников профессора Оствальда — Вальтер Нернст. Экспериментировал в этой области и Фриц Габер[370] из Карлсруэ. Подробно изучив равновесие между азотом и аммиаком, Габер пришел к выводу, что аммиак можно синтезировать при температуре ниже 1000°С. Исследования Боша привели к успеху лишь тогда, когда Вальтер Нернст порекомендовал проводить синтез при высоком давлении.
Габер считал, что давление необходимо поднять до двухсот атмосфер. Толщину катализаторной трубы можно увеличить, и, если результаты будут удовлетворительными, как бы дорого ни стоил катализатор, метод будет рентабельным.
Из металлов, доставленных Габеру с берлинской фабрики электрических ламп, наиболее эффективным катализатором оказался порошкообразный осмий. При давлении 200 атмосфер и температуре 600°С постоянный выход аммиака составлял 6% Это можно было считать успехом.
369
Макс Боденштейн (1871–1942) — немецкий физико-химик, ученик В. Майера, профессор Ганноверской технической школы (1908 г.) и Берлинского университета (1923 г.); ему принадлежат многочисленные исследования по термической диссоциации и электрохимии, первые работы по фотохимии и химической кинетике. О Боденштейне см.: Родный Н. И. Вопросы истории естествознания и техники, вып. 15, 111 (1963); Волков В. А. и др., ук. соч., с. 64–65.
370
Фриц Габер (1868–1934) — известный немецкий физико-химик и технолог, профессор Высшей технической школы в Карлсруэ (1898 г.), иностранный член АН СССР с 1932 г. Его исследования (совместно с Бошем) синтеза аммиака из элементов (1905, 1915 гг.) привели к разработке промышленного синтеза на БАСФ в Людвигсхафене, хотя впервые этот процесс описан В. Нернстом. В 1911 г. Габер стал директором Института физической химии и электрохимии в Берлин-Далеме (сейчас институт носит имя Габера); ему принадлежат работы по химическому равновесию (1895 г.), электролитическому восстановлению нитробензола (1898 г.), синтезу окиси азота на электрической дуге (1908 г.); проводил исследования во многих отраслях электрохимии; много лет посвятил pasработке методов выделения золота из морской воды [Капитонов Е., Тютюнник В. Техника — молодежи, № 10, 60 (1975)]. Во время первой мировой войны руководил химической службой немецких войск и был организатором применения боевых ВВ, считая, что исполняет «свой долг перед отечеством». В 1933 г. эмигрировал в Швейцарию и через год умер в Базеле. В 1918 г. Габеру была присуждена Нобелевская премия по химии «за синтез аммиака из элементов». О Габере см.: Джуа М., ук. соч., с. 384; Partington J. R., ук. соч., т. 4, с. 636; Капитонов Е. Н. ЖВХО, № 6, 629 (1975); Goran M. The story of Fritz Haber. — Oklahoma: Norman, 1967.