Amikor Richard Lorenz 1910-ben elfogadott egy tanszékvezetői állást Frankfurt am Mainban az akkori akadémián, a későbbi egyetemen, Willstätter biztatta Hevesyt, hogy maradjon Zürichben. Azt mondta neki: „A tanársegéd Németországban a professzorhoz tartozik, Svájcban a laboratóriumhoz. Maga csak maradjon itt.” Hevesy azonban az 1909/1910-es őszi félév után inkább Karlsruhéba ment Fritz Haberhez.47 Haber és Hevesy kutatási területe közel állt egymáshoz, mivel Habert is foglalkoztatta a katalizátoros ammóniaszintézis. Haber éppen ekkoriban alkotta meg az első, labortechnikainak még nem nevezhető berendezést, amelyben az általa kifejlesztett eljárással a levegő nitrogénjéből és hidrogénből ammóniát állított elő. A nitrogéntartalmú vegyületekre egyrészt a műtrágyagyártáshoz, másrészt robbanószerek gyártásához volt szükség. Ezzel kiválthatták a tengerentúlról érkező nátrium-nitrát (chilei salétrom) importját. Haber 1918-ban kémiai Nobel-díjat kapott az ammóniaszintézisért. Hevesy apja, Ödön bátyja és több más rokona is nagy kiterjedésű birtokokat igazgattak Magyarországon, amelyeket mintagazdaságokká fejlesztettek. Hevesy tehát tökéletesen tisztában volt a levegő nitrogénjét felhasználó műtrágyagyártási eljárás jelentőségével. Mégis úgy tűnt, hogy Haber és Hevesy törekvései nem teljesen azonosak. Haber saját eljárása szempontjából – tévesen – nagy jelentőséget tulajdonított a nátrium és a kálium folyékony ötvözeteinek oxidációja során bekövetkező elektronkibocsátásnak. Azt akarta, hogy Hevesy ugyanezt a jelenséget vizsgálja cinkolvadék oxidációjánál, Hevesy azonban úgy vélte, hogy ehhez sem a megfelelő eljárás, sem a szükséges berendezések nem állnak rendelkezésére.