Carl Bosch

Bedeutung und Lebensweg

Carl Bosch (27. August 1874 in Köln bis 26. April 1940 in Heidelberg) war ein deutscher Chemiker, Techniker und Industriemanager. Seine wichtigste Leistung war die großtechnische Umsetzung des Haber-Bosch-Verfahrens, eines Hochdruckverfahrens zur Herstellung von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff. Damit wurde die industrielle Produktion von Stickstoffdüngern möglich, was langfristig zur Ernährung eines großen Teils der Weltbevölkerung beitrug. Zugleich war das Verfahren für die Herstellung von Salpetersäure und damit für Sprengstoffe wichtig.

Bosch stammte aus einer technisch geprägten Familie; sein Onkel war Robert Bosch. Schon als Jugendlicher interessierte er sich für Naturwissenschaften und Technik, arbeitete als Schlosser und Feinmechaniker und betrieb ein eigenes chemisches Labor. Nach einer praktischen Ausbildung in der Marienhütte studierte er Maschinenbau und Metallurgie an der Technischen Hochschule Charlottenburg und ab 1896 Chemie an der Universität Leipzig. 1898 promovierte er in Organischer Chemie mit summa cum laude. Seine Kenntnisse in Metallurgie, Thermodynamik, Reaktionskinetik und technischer Chemie wurden später für die Hochdrucktechnik entscheidend.

1899 trat Bosch in die BASF ein. Von 1919 bis 1925 war er Vorstandsvorsitzender der BASF, danach leitete er die 1925 unter seiner Führung gegründete I.G. Farben, damals das größte Chemieunternehmen der Welt. 1935 gab er den Vorstandsvorsitz ab und wurde Aufsichtsratsvorsitzender. 1937 übernahm er nach Max Planck die Präsidentschaft der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft. Für seine Leistungen in der Hochdruckchemie erhielt er 1931 zusammen mit Friedrich Bergius den Nobelpreis für Chemie.

Haber-Bosch-Verfahren und Hochdruckchemie

Boschs zentrales Werk war die industrielle Entwicklung der Ammoniaksynthese, die Fritz Haber zuvor im Labor gezeigt hatte. Die BASF beauftragte Bosch 1909, das Verfahren bei hohem Druck und hoher Temperatur in eine Fabrikproduktion zu überführen. Nach dem Massenwirkungsgesetz war hoher Druck günstig, aber für den großtechnischen Betrieb fehlten damals Erfahrungen mit gleichzeitig hohen Drücken und hohen Temperaturen.

Bosch baute eine eigene Hochdruckwerkstatt auf. Sein Mitarbeiter Alwin Mittasch suchte systematisch nach einem geeigneten Katalysator, also einem Stoff, der eine chemische Reaktion beschleunigt, ohne dabei verbraucht zu werden. Anfangs wurden seltene und teure Elemente wie Osmium und Uran untersucht. Später erwiesen sich Eisenkatalysatoren mit geeigneten Zusätzen als entscheidend. Bosch und Mittasch meldeten 1910 ein Patent für Katalysatoren auf Eisenbasis an.

Eine große technische Schwierigkeit war der Reaktor. Kohlenstoffstahl wurde unter hohem Wasserstoffdruck und hoher Temperatur angegriffen, weil Wasserstoff den Kohlenstoff aus dem Stahl entfernte. Bosch ließ daher kohlenstoffhaltige Stähle innen mit Weicheisen auskleiden. Außerdem enthielt der Außenmantel kleine Bohrungen, die sogenannten Bosch-Löcher, durch die Wasserstoff entweichen konnte. So blieb die mechanische Festigkeit des äußeren Behälters erhalten.

Auch die Bereitstellung von Wasserstoff war schwierig. Für 100.000 Tonnen Ammoniak pro Jahr wurden etwa eine halbe Milliarde Kubikmeter Wasserstoff benötigt, die von 1 Bar auf etwa 200 Bar verdichtet werden mussten. Bosch und Wilhelm Wild entwickelten dafür die katalytische Wassergas-Shift-Reaktion: CO + H2O ⇌ CO2 + H2, ΔH = -41,2 kJ/mol. Dabei entsteht aus Kohlenstoffmonoxid und Wasser zusätzlicher Wasserstoff; das störende Kohlenstoffmonoxid wird zu Kohlenstoffdioxid umgesetzt und anschließend ausgewaschen.

1912 begann die BASF mit dem Bau einer Ammoniakfabrik in Oppau. Am 19. September 1913 nahm dort die erste Haber-Bosch-Anlage die Produktion auf. Anfangs stellte sie etwa 20 Tonnen Ammoniak pro Tag her, 1914 bereits 40 Tonnen pro Tag. Die Produktion wurde später auf 100.000 Tonnen jährlich erweitert.

Landwirtschaft, Krieg und Nachkriegszeit

Um die Wirkung der aus Ammoniak hergestellten Dünger zu prüfen, gründete Bosch 1914 die Landwirtschaftliche Versuchsanstalt Limburgerhof. Dort wurden verschiedene Stickstoff- und Volldünger untersucht, darunter Ammonnitrat, Ammonsulfatsalpeter, Harnstoff, Nitrophoska und Kalkammonsalpeter. Bosch ließ gedüngte und ungedüngte Pflanzen auch in Zeitrafferfilmen vergleichen, um Landwirte von der Wirkung der Dünger zu überzeugen. Gegen Ende des 20. Jahrhunderts sicherte der Haber-Bosch-Prozess nach Darstellung des Artikels die Nahrungsmittelversorgung für etwa die Hälfte der Weltbevölkerung.

Mit Beginn des Ersten Weltkriegs brach durch die Seeblockade die Nachfrage nach Düngern ein, während Nitrate für Sprengstoffe wichtig wurden. Im September 1914 wandte sich das Kriegsministerium an Bosch. Er schloss mit der Obersten Heeresleitung das sogenannte Salpeterversprechen, einen Vertrag über die Lieferung von Nitrat, und stellte die Produktion von Düngemitteln auf Salpeterproduktion um. Obwohl die Ammoniakoxidation bis dahin nur im Labor erprobt war, gelang in Ludwigshafen schnell eine technische Nitratproduktion. Im April 1915 produzierte die BASF bereits 150 Tonnen Nitrat pro Tag. Ab 1916 ließ Bosch zusätzlich die Leunawerke bauen, die in nur neun Monaten fertiggestellt wurden und bis Kriegsende große Mengen Ammoniak für das Militär lieferten.

Nach dem Krieg nahm Bosch 1919 als Wirtschaftsberater an den Verhandlungen in Versailles teil. Die Alliierten verlangten unter anderem die Übergabe der deutschen Chemieindustrie und die Zerstörung der Werke Oppau und Leuna. Bosch erreichte im Frossard-Patart-Bosch-Abkommen, dass die Haber-Bosch-Technologie an Frankreich weitergegeben wurde, während die Forderung nach Zerstörung der deutschen Farbstoff- und Ammoniakanlagen zurückgezogen wurde. Er betonte dabei auch die Bedeutung der Stickstoffdünger gegen Hunger.

1921 zerstörten zwei Explosionen im Oppauer Stickstoffwerk große Teile der Anlage. 559 Menschen starben, mehr als 2000 wurden verletzt, und im benachbarten Oppau wurden die Wohnungen von etwa 7000 Menschen zerstört. Ursache war später die höhere Empfindlichkeit eines Ammoniumsulfatnitrat-Düngers nach einer Änderung des Trocknungsschritts. Bosch engagierte sich nach dem Unglück vor Ort, erkrankte jedoch anschließend längere Zeit.

I.G. Farben und neue Hochdruckverfahren

Bosch war überzeugt, dass die Hochdrucktechnik auch über die Ammoniakherstellung hinaus große Bedeutung hatte. Auf Basis der Erfahrungen mit dem Haber-Bosch-Verfahren entwickelte die BASF weitere Hochdruckverfahren, darunter die Methanolherstellung aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff, die Isobutylölsynthese, die Harnstoffsynthese aus Ammoniak und Kohlenstoffdioxid sowie das Bergius-Pier-Verfahren zur Herstellung synthetischen Motorenbenzins aus Kohle.

1925 erreichte Bosch die Gründung der I.G. Farben durch Fusion von BASF, Hoechst, Bayer, Agfa, Cassella Farbwerke Mainkur, den Teerfarbenfabriken Dr. E. ter Meer & Cie und Griesheim-Elektron. Die I.G. Farben wurde der damals größte Chemiekonzern der Welt, Bosch ihr Vorstandsvorsitzender. Er wollte die Finanzkraft des Konzerns nutzen, um die Kohlehydrierung großtechnisch zu entwickeln. Damit sollte aus Deutschlands Kohlevorräten synthetisches Benzin gewonnen werden.

Zwischen 1926 und 1932 investierte die I.G. Farben etwa 100 Millionen Mark in die Kohlehydrierung, ohne alle technischen Probleme zu lösen. Die Anlage in Leuna erreichte nur etwa die Hälfte des geplanten Ausstoßes, und für die großtechnische Umsetzung wären weitere 400 Millionen Mark nötig gewesen. Bosch setzte dennoch auf das Verfahren, weil Deutschland wenig Erdöl, aber große Kohlevorkommen besaß und der wachsende Automobilverkehr einen Markt für Treibstoffe versprach.

Die Weltwirtschaftskrise ab 1929 verschärfte die Lage. Der Benzinpreis sank auf 5 Pfennig pro Liter, während die Herstellungskosten bei etwa 40 Pfennig lagen. Die I.G. Farben musste ihre Ausgaben stark senken und die Mitarbeiterzahl fast halbieren. Bosch bat Reichskanzler Heinrich Brüning um Schutzzölle für Ammoniak und Treibstoff; 1931 wurden solche Zölle per Notverordnung erhoben. In dieser Zeit entwickelte die I.G. Farben auch Buna, einen synthetischen Kautschuk aus 1,3-Butadien. Er war teurer und qualitativ schlechter als Naturkautschuk, wurde aber später im Rahmen der Autarkiepolitik wichtig.

Nationalsozialismus und Rückzug

Boschs Verhältnis zum Nationalsozialismus war widersprüchlich. Einerseits unterstützte die I.G. Farben 1933 einen Wahlfonds, aus dem die NSDAP, die Deutsche Volkspartei und die Kampffront Schwarz-Weiß-Rot Geld erhielten; der Beitrag der I.G. Farben betrug 400.000 Reichsmark. Im Dezember 1933 schloss die I.G. Farben mit dem Deutschen Reich das Feder-Bosch-Abkommen, auch Benzinvertrag genannt. Darin verpflichtete sich die I.G. Farben, in Leuna bis zum 31. Dezember 1935 und danach zehn Jahre lang mindestens 300.000 und höchstens 350.000 Tonnen synthetisches Benzin zu produzieren. Der Staat übernahm eine Wirtschaftlichkeitsgarantie und sollte die Differenz zwischen Herstellungskosten und niedrigerem Marktpreis ausgleichen.

Bosch unterstützte die nationalsozialistische Autarkiepolitik, weil sie Projekte wie synthetisches Benzin und Buna wirtschaftlich absicherte. Er äußerte sich 1933 auch positiv über Hitlers Arbeitsbeschaffungsmaßnahmen und Steuerpolitik. Zugleich trat Bosch nie in die NSDAP ein. Er kritisierte die Vertreibung jüdischer Wissenschaftler und warnte Hitler laut eigener Darstellung, dass diese Politik die deutsche Physik und Chemie um hundert Jahre zurückwerfen könne. Er setzte sich für einzelne jüdische Wissenschaftler und Mitarbeiter ein, darunter Fritz Haber und Lise Meitner. Dennoch ließ die I.G. Farben 1937 unter Druck von NS-Gesetzen, Denunziationen und Enteignungsangst die Entlassung nicht-arischer Mitarbeiter zu.

1935 gab Bosch den Vorstandsvorsitz der I.G. Farben an Hermann Schmitz ab und wurde Aufsichtsratsvorsitzender. 1937 wurde er Präsident der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft. 1939 kritisierte er in einer Rede, Wissenschaft könne nur frei und ohne politische, weltanschauliche und rassistische Beschränkungen gedeihen. Danach verlor er verschiedene Posten, blieb aber Präsident der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft. Persönlich litt Bosch in seinen letzten Jahren unter Depressionen, politischen Entwicklungen, dem Verlust seines Einflusses und zeitweise übermäßigem Alkoholkonsum. 1939 unternahm er einen Suizidversuch. Er starb am 26. April 1940 in Heidelberg.

Privatleben und Ehrungen

Bosch heiratete 1902 Else Schilbach. Das Paar hatte zwei Kinder: Carl jr., geboren 1906, und Ingeborg, geboren 1911. Bosch interessierte sich neben der Chemie stark für Mineralogie, Zoologie, Bakteriologie, Botanik und Astronomie. Er sammelte und präparierte Insekten, bestimmte Pflanzen und baute ein umfangreiches Herbarium mit 17.000 Belegen auf, das 1950 an das Senckenberg Naturmuseum in Frankfurt am Main kam. In Heidelberg besaß er eine Privatsternwarte mit einem 30-Zentimeter-Refraktor von Zeiss. Außerdem unterstützte er unter anderem den Potsdamer Einsteinturm finanziell.

Bosch war Mitglied zahlreicher wissenschaftlicher Einrichtungen, darunter der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina, der Heidelberger Akademie der Wissenschaften, der Preußischen Akademie der Wissenschaften und der Einstein-Stiftung. Von 1920 bis 1937 gehörte er dem Senat der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft an und war danach bis zu seinem Tod deren Präsident.

1931 erhielt Bosch zusammen mit Friedrich Bergius den Nobelpreis für Chemie für die Erfindung und Entwicklung chemischer Hochdruckverfahren. Es war das erste Mal in der Geschichte des Nobelpreises, dass ein technisches Verfahren ausgezeichnet wurde. Weitere Ehrungen waren unter anderem die Ehrendoktorwürde der Technischen Hochschule Karlsruhe, die Liebig-Denkmünze, die Bunsen-Denkmünze, der Werner-von-Siemens-Ring, die Grashof-Denkmünze, die Wilhelm-Exner-Medaille, die Carl-Lueg-Denkmünze und 1939 der Goethepreis der Stadt Frankfurt. Nach ihm wurden unter anderem das Carl Bosch Museum Heidelberg, ein Mondkrater, der Hauptgürtelasteroid (7414) Bosch, Straßen, Schulen und Säle benannt.