1909년화학

하버의 암모니아 합성

프리츠 하버가 고온·고압과 철 촉매를 이용해 대기 중 질소와 수소로부터 암모니아를 연속적으로 합성하는 공정을 처음 실현했다.

“공기 속 질소를 잡아 식량으로 바꾸는 기적의 반응.”

이야기의 시작

공기 중 질소로 암모니아를 만들어 인류의 식량 생산 능력을 수십억 명분 늘렸다.

질소 비료 부족이 식량 위기를 예고했고, 대기의 78%를 차지하는 질소(N₂)는 워낙 안정해 어떤 방법으로도 쉽게 고정되지 않았다.

고온·고압과 촉매를 쓰면 대기 중 질소를 암모니아로 직접 전환할 수 있을까?

하버는 철 촉매와 400–500 °C, 150–300 atm 조건에서 N₂와 H₂를 연속 반응시켜 암모니아를 합성하는 순환 공정을 완성했다.

'공기로 빵을 만들었다'는 찬사를 받았지만, 같은 질소 화학이 화학무기 원료 생산에 쓰였다는 비판도 뒤따랐다.

카를 보슈와 함께 산업화한 하버-보슈 공정은 전 세계 비료 생산의 기반이 됐고, 하버는 1918년 노벨 화학상을 수상했다.

현재 세계 인구의 절반가량이 이 공정으로 만든 비료 덕분에 생존한다고 추산된다.