当时物理化学的权威、德国的能斯特就明确指出:氮和氢在高压条件下是能够合成氨的，并提供了一些实验数据。
法国化学家勒夏特里第一个试图进行高压合成氨的实验，但是由于氮氢混合气中混进了氧气，引起了爆炸，使他放弃了这一危险的实验。在物理化学研究领域有很好基础的哈伯决心攻克这一令人生畏的难题。
哈伯首先进行一系列实验，探索合成氨的最佳物理化学条件。
在实验中他所取得的某些数据与能斯特的有所不同，他并不盲从权威，而是依靠实验来检验，终于证实了能斯特的计算是错误的。
在一位来自英国的学生洛森诺的协助下，哈伯成功地设计出一套适于高压实验的装置和合成氨的工艺流程，这流程是:在炽热的焦炭上方吹入水蒸汽，可以获得几乎等体积的一氧化碳和氢气的混和气体。
其中的一氧化碳在催化剂的作用下，进一步与水蒸汽反应，得到二氧化碳和氢气。然后将混合气体在一定压力下溶于水，二氧化碳被吸收，就制得了较纯净的氢气。
同样将水蒸汽与适量的空气混和通过红热的炭，空气中的氧和碳便生成一氧化碳和二氧化碳而被吸收除掉，从而得到了所需要的氮气。
氮气和氢气的混合气体在高温高压的条件下及催化剂的作用下合成氨。
但什么样的高温和高压条件为最佳?以什么样的催化剂为最好?这还必须花大力气进行探索。
以锲而不舍的精神，经过不断的实验和计算，哈伯终于在1909年取得了鼓舞人心的成果。
这就是在600的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下，能得到产率约为8%的合成氨。8%的转化率不算高，当然会影响生产的经济效益。
哈伯知道合成氨反应不可能达到像硫酸生产那么高的转化率，在硫酸生产中二氧化硫氧化反应的转化率几乎接近于100%。怎么办?哈伯认为若能使反应气体在高压下循环加工，并从这个循环中不断地把反应生成的氨分离出来，则这个工艺过程是可行的。于是他成功地设计了原料气的循环工艺。这就是合成氨的哈伯法。
合成氨技术诞生之后，哈伯的名字就享誉了整个欧洲化学界。
在成功获得了合成氨哈伯法的专利之后，哈伯也接收到了自己获得当年维多利亚化学奖的消息。
为了让自己的工艺流程走出实验室，正式进行工业化生产，哈伯当机立断，决定接受来自阿瑟的邀请，前往澳大拉西亚的皇家物理化学研究协会任职。
当然，真正吸引哈伯的，除了皇家物理化学研究协会的一系列条件之外，阿瑟还额外承诺，只要哈伯愿意将他的工艺流程交给澳大拉西亚，澳大拉西亚就愿意尽全力让哈伯的工业流程快速实现工业化生产，在五年之内建造一座合成氨工厂并且正式投入生产。
到时候利益会和哈伯分成，并且邀请哈伯出任皇家物理化学研究协会的首席副会长。
阿瑟之所以自信能够建成一个正式生产的合成氨工厂，是因为在原本的历史上，哈伯的合成氨设想就在1913年正式实现，一个日产30吨的合成氨工厂在那时就已经建成并且投入生产。
这其中的时间满打满算也只有三年左右，并且历史上的哈伯也只是将其交给了德国最大的化工企业。
阿瑟就不相信，他举全国之力，还能落后于一家化工企业多少？
在哈伯到来的第二天，阿瑟就在皇家物理化学研究协会宣布了哈伯副会长的任命，并且在哈伯和肯特管家的共同见证下，宣布王室财团投资一百万澳元，用于采用哈伯法的合成氨工厂建设。
哈伯出资自己的合成氨工艺，占股百分之四十，阿瑟掌控的王室财团出资100万澳元，占股百分之六十。
合成氨工厂的厂址就坐落在利奥诺拉工业基地，工厂的建设倒是不难，只不过合成氨技术实现工业化生产的具体设备和方法，还得等哈伯以及一系列皇家物理化学研究协会的会员们进行研究了。
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