1902-1924

Na přelomu století spouští BASF své první výzkumné projekty týkající se dusíku. Poté, co práce Fritze Habera na Technické univerzitě v Karlsruhe umožnila provádění syntézy amoniaku, sloučeniny dusíku a vodíku, již existuje schůdná cesta vpřed. Úkolu na vývoji tohoto procesu v průmyslovém měřítku se ve společnosti BASF ujímá Carl Bosch.

Uhlí není jenom zdroj energie, byla to také nejdůležitější surovina chemického průmyslu v té době. Pro zabezpečení své surovinové základny společnost BASF, spolu se společnostmi Bayer a AGFA, získala důl Auguste Victoria v Marlu v Německu v roce 1907.

1908: Práce Fritze Habera (1868 – 1934, profesora chemie v Karlsruhe a Berlíně) napověděla, že technická syntéza amoniaku z dusíku a vodíku by mohla být možná. Proces vyžadoval vysoké teploty, vysoký tlak a katalyzátory. Společnost BASF začala realizovat intenzivní výzkum na pokyn Carla Bosche (1874 - 1940, chemika, předsedy Rady výkonných ředitelů společnosti BASF v období od roku 1919 do roku 1925 a IG Farben od roku 1925 do roku 1935).

V roce 1911 po rozsáhlých experimentech Alwina Mittasche (1869 – 1953, chemika a vedoucího amoniakové laboratoře od roku 1912 do roku 1932) byl objeven dlouho hledaný ideální katalyzátor pro syntézu amoniaku: aktivované železo. Průmyslová výroba amoniaku vyžadovala rozsáhlou průkopnickou práci: Musely být vyvinuty a otestovány nové typy oceli, odzkoušeny nové projekty reaktoru a vybudovány speciální plynové stroje a kompresory.

Technická implementace Haber-Boschova procesu čelila selhání. Nové tlakové nádoby a potrubí zapouzdřené ve vyztuženém betonu praskaly znovu a znovu.

Byl to samotný Carl Bosch, kdo přišel s řešením: dvojité potrubí s vnitřním pláštěm z kujného železa a externím,ale perforovaným ocelovým pouzdrem snášejícím tlak. I přesto byla potřebná další odborná rada. Aby se vyřešily problémy s materiály a související bezpečnostní problémy, zřídila společnost BASF první laboratoř na testování materiálu v chemickém průmyslu v roce 1912. Hlavní úlohou testování materiálu bylo identifikovat a řídit problémy s materiály pro vybavení nástroji a procesní inženýrství.

Rok po průlomu, v roce 1913, začal první závod na syntézu amoniaku s výrobou dusíkatých hnojiv v Oppau – tři kilometry severně od závodu v Ludwigshafenu. Roční objem výroby: 7 200 metrických tun amoniaku byl zpracován do 36 000 metrických tun síranu amonného. O devět let později měla společnost BASF v závodu v Ludwigshafenu roční kapacitu 875 000 metrických tun amoniaku.

V závodech v Ludwigshafenu a v Oppau je založen firemní hasičský sbor jako profesionální hasičská jednotka. Vedle hašení požárů a poskytování pomoci během havárií je jejich úkolem také řízení sanitních vozů a poskytování první pomoci.

Byla otevřena klubovna společnosti BASF,Vereinshaus, v současnosti známá jako Feierabendhaus.

Poskytuje funkční místnosti, knihovnu, restauraci a kuželkářskou dráhu, které mohou zaměstnanci využívat ve svém volném čase. První vydání novin společnosti bylo publikováno současně s otevřením budovy dne 13. dubna 1913.

Carl Bosch chtěl, aby byla umělá hnojiva otestována tak důkladně jako barviva.

Zákazníci mají dostat náležité pokyny pro jejich použití. To znamenalo rozsáhlé zkoušky pro stanovení účinku umělých hnojiv na půdu a na rostliny. V roce 1914 byla otevřena Zemědělská výzkumná stanice v Limburgerhofu u Ludwigshafenu za účelem prozkoumání fyziologie hnojiv a rostlin. Toto vytyčilo cestu pro celosvětové aktivity společnosti BASF v oblasti zemědělské chemie.

První světová válka začala v srpnu roku 1914. Německo vložilo své zdroje do vojenského úsilí, čímž uvalilo zvýšenou zátěž na ekonomiku. Poprvé si je nová průmyslová společnost vědoma rozpolcenosti mnoha výrobků včetně chemikálií. Kupříkladu syntetický amoniak byl vyvinut pro zajištění dodávek potravin pro rostoucí populaci. Nicméně vláda, která do konce roku 1914 čelila nedostatku munice, přidělila amoniaku nejvyšší prioritu. V závodu v Oppau byl amoniak převáděn na ledek (dusičnan draselný) a potom byl dodáván pro průmysl výbušnin.  

Chlor a fosgen, důležité meziprodukty používané mimo jiné k výrobě barviv a léčiv, byly používány jako jedovatý plyn armádami obou stran.

Fritz Günther (1877 – 1957, chemik ve společnosti BASF od roku 1901 do roku 1938) objevil v roce 1916 Nekal, pomocnou textilní látku. Bylo to první syntetické smáčedlo. Snižovalo povrchové napětí vody a překonávalo mycí výkon mýdel té doby. Takové syntetické smáčecí prostředky se v současnosti pořád používají u produktů na mytí nádobí a praní a bez nich by nebyl možný žádný suchý lesk. Další smáčedla se používají k výrobě emulzních nátěrů a šamponů.

Po několika expanzích závodu na amoniak v Oppau vláda nařídila výstavbu druhého hlavního výrobního závodu. Byl vybrán závod ve východním Německu, mimo ohrožení nálety. Po krátké době výstavby začal druhý závod na amoniak společnosti BASF ve městě Leuna poblíž Merseburgu svou činnost v dubnu roku 1917. V Oppau začaly stavební práce na amoniakové laboratoři, druhém hlavním výzkumném zařízení společnosti BASF.

Do konce první světové války v roce 1918 němečtí výrobci barviv ztratili svou vedoucí pozici na světových trzích. Výrobní závody, dceřiné společnosti, přidružené společnosti a prodejní společnosti v zahraničí byly zkonfiskovány stejně, jako byly zkonfiskovány patenty zaregistrované v zahraničí. Reparace uvalené ze strany vítězů bránily hospodářskému oživení. Společnost BASF byla po dobu několika měsíců okupována francouzskými vojáky a spojení s východním břehem řeky Rýn byla poškozena.

Zástupci hlavního vedení společnosti BASF, zaměstnanci a pracovníci založili společnou komisi pro vzdělání v roce 1919. To položilo základ pro současný program kulturních událostí pod záštitou společnosti BASF. Symfonické a komorní koncerty a široký rozsah speciálních akcí i rozsáhlá sportovní zařízení a zařízení pro volný čas byly nabízeny nejenom zaměstnancům společnosti BASF, ale rovněž jejich rodinám a občanům města Ludwigshafen a blízkého okolí.

Vytvoření první Německé republiky v listopadu 1918 rovněž vedlo ke změnám v zakladající listině společnosti. Předešlý autoritářský přístup ke vztahům mezi společností a jejími zaměstnanci byl nahrazen povinnými právy spolurozhodování. První kolektivní smlouva o mzdách v chemickém průmyslu byla podepsána v červenci 1919. Zaručovala osmihodinový pracovní den, který byl požadován odbory. První závodní výbor společnosti BASF byl zvolen v roce 1920; jeho zástupcům byl umožněn vstup do Dozorčí rady společnosti v roce 1922.

Dne 21. září 1921 otřásla novým závodem v Oppau obrovská exploze, která si vyžádala více než 500 životů a způsobila značnou škodu na závodě a sousední společnosti.

Příčinou nehody byly prudké závany vzduchu uskutečňované za účelem uvolnění síranu amonného z umělého hnojiva uloženého ve skladu. Na vzpomínkové mši Carl Bosch řekl: „Katastrofa nebyla způsobena ani neopatrností, ani lidským selháním. Neznámé přírodní faktory, které dnes stále nejsme schopni vysvětlit, se vysmály všemu našemu úsilí. Látka určená k tomu, aby zabezpečila potravu a život pro miliony našich krajanů, kterou jsme vyráběli a dodávali po mnoho let, se rázem stala krutým nepřítelem z důvodů, které pořád nemůžeme pochopit. Náš závod to proměnilo v rumiště, ale co je to v porovnání s oběťmi, jejichž životy si toto neštěstí vyžádalo. Dnes tu stojíme bezmocní a bezradní a cokoliv, co uděláme pro utěšení jejich truchlících rodin a pro zraněné, je nic v porovnání s tím, co ztratili.”

Prohraná válka přinesla do Německa prudkou inflaci. Jeden americký dolar měl hodnotu 4,2 trilionu marek. V roce 1923 činil celkový majetek společnosti BASF sumu 65 733 583 748 trilionů marek. Společnost BASF se pokoušela ochránit své zaměstnance před účinky devalvace. Na vrcholu v krize v roce 1923 společnost zavedla novou měnu, „anilinový dolar”. Na krátkou dobu se stal nejvyhledávanější bankovkou v regionu.

Haber-Boschův proces znamená, že se společnost BASF stala první společností, která začala pracovat na mnohých příležitostech prezentovaných vysokotlakou technologií. Je to tato technologie, která nyní bude formovat chemický provoz ve velkém měřítku. V roce 1923 Matthias Pier (1882 - 1965, chemik ve společnosti BASF v období od roku 1920 do roku 1949) úspěšně syntetizoval metanol. Byl pokořen další monopol na přírodní surovinu: dřevný líh byl sesazen z trůnu syntetickým metanolem. O rok dříve společnost BASF uspěla při výrobě močoviny v průmyslovém měřítku z amoniaku a oxidu uhličitého - 100 let poté, co Friedrich Wöhler poprvé syntetizoval močovinu v laboratoři.

Při svém pokusu zlepšit výrobu syntézního plynu při výrobě amoniaku objevil Fritz Winkler (1888 - 1950, chemik ve společnosti BASF v období od roku 1916 do roku 1950) princip fluidní vrstvy v roce 1924. To vyprodukovalo vynikající hořlavý plyn během procesu karbonizace jemnozrnného lignitu. Winklerův princip byl také základem pro proces vyvinutý společností BASF v roce 1950, v němž byl při výrobě kyseliny sírové pyrit pražen ve fluidních ohništích.