第276章 合成氨

  觀看完坦克表演的阿瑟，在幾天後又馬不停蹄地接見了來自德國的弗里茨·哈伯。

  說到哈伯的名字，如果不是十分關注化學行業的人可能會感到陌生。

  但如果提起合成氨技術，想必知名度會高上許多。

  哈伯出生在德國西里西亞布里斯勞的一個猶太人家庭，是德國著名的化學家。

  因為在去年也就是1909年成功從空氣中製造出氨，獲得了1909年年底的維多利亞化學獎，並且收到了阿瑟的親自邀請，前來澳大拉西亞的皇家物理化學研究協會任職。

  皇家物理化學研究協會的前身是皇家物理研究協會，首席會長是愛因斯坦。

  之所以建立物理化學研究協會，自然是為了拉攏來自歐洲甚至世界各地的頂尖物理化學人才。

  截止目前為止，阿瑟在皇家物理化學研究協會的投入已經超過了千萬澳元，獲得的成績也確實不小。

  包括愛因斯坦，哈伯等在內的諸多著名物理和化學家受到阿瑟的親自邀請，前來皇家物理化學研究協會任職。

  他們只需要將自己的國籍更改為澳大拉西亞，就可以獲得至少五千澳元的年薪，再加上每人每年至少五萬澳元的研究資金。

  除了這些之外，澳大拉西亞的所有國有研究室和資料，以及大學內的研究室和一些設備都全部提供給皇家物理化學研究協會的會員免費使用。

  簡單來說一句話，只要成為了皇家物理化學研究協會的會員，研究經費由研究協會出，還給發高額的工資，甚至家人的衣食住行也都有安排。

  這對於一些鍾愛於科學研究，但是囊中羞澀的科學工作者來說算是不錯的福音，也正因為這些條件，讓澳大利亞皇家物理化學研究協會目前已經吸引了超過20名會員，這些可全部都是來自歐美各國的著名物理化學研究者，他們都是有一定的科研成果，能力得到認可的著名專家。

  哈伯在後世的名聲其實不算太好，因為哈勃在一戰中擔任了化學兵工廠的廠長，負責研製和生產氯氣，芥子氣等毒氣，並且將其用到了戰爭中，造成了近百萬人的傷亡。

  這一不人道的行為遭受到了來自美，英，法等諸多國家科學家的譴責，也讓哈伯的名聲在科研界一落千丈。

  但這些絲毫不能妨礙哈伯在化學方面的才能，他所研發出的合成氨技術，對於國家層面來說也十分重要。

  當然，說到合成氨技術，就不得不提到氨的重要性了。

  氨是一種無色氣體，具有強烈的刺激氣味。氨是氮和氫的化合物，極易溶於水，是製造硝酸化肥和炸藥的重要原材料。

  而合成氨技術之所以非常重要，就不得不提到硝石這一製作火藥和農業肥料的重要礦產了。

  因為能製作火藥，並且也是農業肥料的重要來源，這導致硝石礦的重要性無與倫比，被極少數國家掌握在手中。

  而目前世界最大的消石礦來自於智利的潘帕斯沙漠地區，這裡哪怕到了後世，也是世界上最大的硝石礦區和硝石出口地。

  為了這片硝石礦周邊的幾個國家和智利爆發了戰爭，但最終還是被智利成功獲取。

  在英國人的扶持下，智利成功的成為了南美三強，但代價是這片硝石礦被英國人牢牢占據，硝石礦的開採和銷售基本由英國人說了算。

  大英帝國對於硝石礦的壟斷導致了其他許多國家的不滿。沒有辦法，硝石礦對於軍工和農業方面來說都十分重要，就算不能從英國占據的硝石礦中分得一杯羹，也必須要尋找替代硝石礦的東西，來解決製作火藥和化肥的原材料。

  在眾多硝石礦的替代品中，氨絕對是最重要的替代品之一。

  早在1795年，就有人嘗試在常規大氣壓下進行氨的合成，只不過最終失敗了。緊接著，又有人嘗試在多個不同大氣壓環境下進行測試，結果仍然是失敗。

  這一現狀直到19世紀的下半葉才取得了一定的進展。物理和化學的巨大進步，讓人們認識到了由氮和氫合成氨的反應是可逆的，增加壓力將使反應推向生成氨的方向:提高溫度會將反應移向相反的方向，然而溫度過低又使反應速度過小;催化劑對反應將產生重要影響。這實際上就為合成氨的試驗提供了理論指導。

  當時物理化學的權威、德國的能斯特就明確指出:氮和氫在高壓條件下是能夠合成氨的，並提供了一些實驗數據。

  法國化學家勒夏特里第一個試圖進行高壓合成氨的實驗，但是由於氮氫混合氣中混進了氧氣，引起了爆炸，使他放棄了這一危險的實驗。在物理化學研究領域有很好基礎的哈伯決心攻克這一令人生畏的難題。

  哈伯首先進行一系列實驗，探索合成氨的最佳物理化學條件。

  在實驗中他所取得的某些數據與能斯特的有所不同，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。

  在一位來自英國的學生洛森諾的協助下，哈伯成功地設計出一套適於高壓實驗的裝置和合成氨的工藝流程，這流程是: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。然後將混合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。

  氮氣和氫氣的混合氣體在高溫高壓的條件下及催化劑的作用下合成氨。

  但什麼樣的高溫和高壓條件為最佳?以什麼樣的催化劑為最好?這還必須花大力氣進行探索。

  以鍥而不捨的精神，經過不斷的實驗和計算，哈伯終於在1909年取得了鼓舞人心的成果。

  這就是在600℃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。8%的轉化率不算高，當然會影響生產的經濟效益。

  哈伯知道合成氨反應不可能達到像硫酸生產那麼高的轉化率，在硫酸生產中二氧化硫氧化反應的轉化率幾乎接近於100%。怎麼辦?哈伯認為若能使反應氣體在高壓下循環加工，並從這個循環中不斷地把反應生成的氨分離出來，則這個工藝過程是可行的。於是他成功地設計了原料氣的循環工藝。這就是合成氨的哈伯法。

  合成氨技術誕生之後，哈伯的名字就享譽了整個歐洲化學界。

  在成功獲得了合成氨哈伯法的專利之後，哈伯也接收到了自己獲得當年維多利亞化學獎的消息。

  為了讓自己的工藝流程走出實驗室，正式進行工業化生產，哈伯當機立斷，決定接受來自阿瑟的邀請，前往澳大拉西亞的皇家物理化學研究協會任職。

  當然，真正吸引哈伯的，除了皇家物理化學研究協會的一系列條件之外，阿瑟還額外承諾，只要哈伯願意將他的工藝流程交給澳大拉西亞，澳大拉西亞就願意盡全力讓哈伯的工業流程快速實現工業化生產，在五年之內建造一座合成氨工廠並且正式投入生產。

  到時候利益會和哈伯分成，並且邀請哈伯出任皇家物理化學研究協會的首席副會長。

  阿瑟之所以自信能夠建成一個正式生產的合成氨工廠，是因為在原本的歷史上，哈伯的合成氨設想就在1913年正式實現，一個日產30噸的合成氨工廠在那時就已經建成並且投入生產。

  這其中的時間滿打滿算也只有三年左右，並且歷史上的哈伯也只是將其交給了德國最大的化工企業。

  阿瑟就不相信，他舉全國之力，還能落後於一家化工企業多少？

  在哈伯到來的第二天，阿瑟就在皇家物理化學研究協會宣布了哈伯副會長的任命，並且在哈伯和肯特管家的共同見證下，宣布王室財團投資一百萬澳元，用於採用哈伯法的合成氨工廠建設。

  哈伯出資自己的合成氨工藝，占股百分之四十，阿瑟掌控的王室財團出資100萬澳元，占股百分之六十。

  合成氨工廠的廠址就坐落在利奧諾拉工業基地，工廠的建設倒是不難，只不過合成氨技術實現工業化生產的具體設備和方法，還得等哈伯以及一系列皇家物理化學研究協會的會員們進行研究了。

  阿瑟對此給出了一個承諾，只要皇家物理化學研究協會能夠解決合成氨的生產，王室就會贈送給皇家物理化學研究協會一百萬澳元的研究資金，並且給所有會員每人額外兩萬澳元的賞賜。

  一百萬澳元的研究資金，皇家物理化學研究協會這20多個專家平分，每人也能分得幾萬澳元。

  再加上只要能夠解決合成氨的生產技術，所有會員每人都會獲得額外兩萬澳元的賞賜，這可足足是他們四年的薪水，沒有人會拒絕。

  要知道，澳大拉西亞皇家物理化學研究協會會員們的薪水絕對不少，放在歐洲也基本是中上水平。

  再加上阿瑟出手大方，只要有重大研究成果就會賞賜，因此這些會員們的實際收入甚至要比歐洲大部分專家都要高，再加上免費試用的研究室和每年定額的研究資金，這也是為什麼專家們願意更改國籍前來澳大拉西亞的原因。

  將合成氨工業化生產的難題交給皇家物理化學研究協會，並且讓哈伯關注合成氨工廠的建設之後，阿瑟這才放下心來。

  事實上，除了合成氨之外，澳大拉西亞目前對於化工方面也十分重視。

  利奧諾拉工業基地新進駐的幾家化工廠，基本都享受了澳大拉西亞對於化工業的鼎力支持。

  除了稅收方面的額外優惠之外，王室財團和政府還對這些化工行業進行雙重貸款，保障化工行業擁有足夠的資金用來發展。

  目前普通工業的繳納稅收大約在百分之十一左右，而化工行業的稅收僅僅只有百分之八。

  並且這些化工廠偶爾還能免費得到來自皇家物理化學研究協會會員們的幫助，當然，如果資金充裕，也可以直接聘請這些會員成為顧問。

  除了這些之外，目前澳大拉西亞政府還對各座大學的化工專業進行了更大的支持。

  不僅化工專業招收的人數變得更多，同樣也對報考化工專業的大學生的學費和其他雜費進行了更多的減免，還有更多的獎學金和福利，為的就是給化工行業培養更多的人才。

  目前化工行業最強大的，應該是澳大拉西亞國家大學和奧克蘭大學。

  澳大拉西亞國家大學的化工專業目前每年招生人數高達四百人，奧克蘭大學的化工專業每年招收人數兩百人。

  再加上其他大學或大或小的化工專業，澳大拉西亞的化工行業每年也能培養至少七百個大學生，算是能夠彌補化工行業人才不足的問題。

  當然，就化學方面的頂級人才來看，目前澳大拉西亞還沒有自己培養的辦法，只能夠依靠從歐洲和美國進行聘請。

  當然，大部分時候是從歐洲聘請。畢竟歐洲的教育已經十分普及，各類人才也十分富裕，拉攏起來也要簡單一些。

  像美國那樣的國家，雖然經濟已經十分發達，但教育方面並沒有歐洲這麼普及。

  甚至美國之所以在後世崛起的原因，就是因為在一戰和二戰吸引了大量的歐洲人才。

  現在想從美國拉攏人才，首先是這些人才被美國政府十分重視，第二是這些人才的才能不一定能媲美歐洲。

  憑藉著目前澳大拉西亞和德國的良好關係，澳大拉西亞想要從德國方面邀請一些化工專家，還是比較容易的。

  截止目前為止，澳大拉西亞已經從歐洲方面聘請了四十多名有名氣的專家，這其中才能比較優秀的，基本都進入了皇家物理化學研究協會。

  剩下的小有名氣的人才也基本在阿瑟的安排下進入了各大大學的化工專業，在澳大拉西亞培養更多化工方面的中流砥柱人才。

  雖然化工業對於人類社會來說有利也有害，不過終究是好處要遠遠多於壞處，對於國家的發展來說也十分重要。

  在澳大拉西亞種種發展化工業的措施之下，化工業的各大工廠猶如春筍一般冒頭，化工業的人才也逐漸在積累當中。

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  (本章完)