Die Forschung erstreckt sich von der Grundlagenforschung bis hin zur angewandten Forschung im Bereich der Speicherung erneuerbarer Energien mit Hilfe von Wasserstoff und seinen Derivaten. Untersuchung von Reaktionsmechanismen, insbesondere für Wasserstoff in Wechselwirkung mit Metallen und Kohlenstoff, sowie Analyse von Energiesystemen, um fossile Brennstoffe durch erneuerbare Energien zu ersetzen. Suche nach neuen kreativen und innovativen Lösungen und Arbeiten jenseits des Offensichtlichen.
Forschungsthemen
1
Wechselwirkung von Wasserstoff mit Metallen, Interkallation von Wasserstoff und Struktur von Hydriden.
2
Reduktion von CO2 und Kohlenhydraten mit Wasserstoff, synthetische Kohlenwasserstoffe als nachhaltige Kraftstoffe für die künftige erneuerbare Energiewirtschaft.
3
Analyse der technischen Anforderungen und wirtschaftlichen Auswirkungen von Systemen zur Nutzung erneuerbarer Energien.
Unsere Schlüsselprojekte
Metallhydridspeicher
In Zusammenarbeit mit mehreren koreanischen Gruppen und GRZ Technologies wird ein Energiespeichersystem entwickelt, das aus einem Elektrolyseur aus Korea und einem Metallhydridspeichersystem aus der Schweiz besteht. Neue Hydride auf der Basis von bcc-Legierungen ermöglichen es, die Wasserstoffspeicherdichte fast zu verdoppeln.
demonstration eines 1-MW-Methanisierungsreaktors
In Zusammenarbeit mit Gaznat wurde ein neuartiger Methanisierungsreaktor entwickelt, mit dem 99,6 % des CO2 in einem Schritt in Methan umgewandelt werden können. Ein neuer Hochleistungskatalysator wurde entwickelt, analysiert und optimiert.
Machbarkeitsstudie für SAF
Die potenziellen Produktionswege für nachhaltige Flugkraftstoffe wurden eingehend analysiert, um die vier wichtigsten Kriterien zu ermitteln, d. h. die Effizienz, den Platzbedarf, die Investitionskosten und die Kosten des Kraftstoffs.
Highlights
1
Veröffentlichungen über Hydride sind die meistzitierten in diesem Bereich. Bedeutende Beiträge Wasserstoff-Interaktion mit Nanomaterialien, Metallen und Kohlenstoff.
2
Watt d’Or-Preis, Wasserstoff- und Energiepreis
3
Langjährige internationale Zusammenarbeit mit führenden Gruppen in China, Japan, Korea, den USA und mehreren europäischen Ländern, die zu zahlreichen Veröffentlichungen führte.
4
Eine Reihe von Patenten zu Hydriden, Katalysatoren, Analysetechniken und Anwendungen werden in der Industrie genutzt.
Team & talents
Größe des Laborteams
Das Team besteht aus 4 Postdocs, 9 Doktoranden und 2 bis 5 Praktikanten
Vorstellen eines bestimmten Teammitglieds
Mehrere ehemalige Gruppenmitglieder sind heute Professoren, z.B. Wen LUO an der Universität Shanghai oder Emanuele MOIOLI am Poletechnico in Mailand. Mehrere Gruppenmitglieder haben erfolgreich Unternehmen gegründet, z.B. Noris GALLANDAT GRZ Technologis SA und Cedric KOOLEN SCIDENTIFY SA.
Vom wissenschaftlichen Team entwickelte Fähigkeiten
Sie lernen, nicht nur an wissenschaftlich interessanten Forschungsthemen zu arbeiten, sondern auch relevante wissenschaftliche Herausforderungen zu bearbeiten und über Messungen hinaus wertvolle Ergebnisse zu erzielen.
Regionale und gesellschaftliche Auswirkungen
1
Die Speicherung erneuerbarer Energien ist die Schlüsseltechnologie, die benötigt wird, um die fossilen Brennstoffe durch erneuerbare Energien zu ersetzen. Die Entwicklung neuer Materialien und Technologien sowie die Wissenschaft dienen direkt der Gesellschaft.
2
Der zunehmende Anteil der erneuerbaren Energien am Energiemix ist ein zentrales Thema im Wallis. Neue Technologien schaffen neue Aktivitäten, Arbeit und Wohlstand.
3
Die Energiewende hin zu erneuerbaren Energien ist auch eine Wende auf dem Energiemarkt. Die Wirtschaft profitiert von dem Wissen, das über die Zukunftstechnologien geschaffen wird.
Perspektiven und Herausforderungen
Priorität 1
Wasserstoff in Metallen und die Eigenschaften von Hydriden
Priorität 2
Nachhaltige Flugtreibstoffe aus Bioöl
Priorität 3
Riorität 3: Technologien zur Wasserstoffumwandlung
Wichtigste Herausforderungen
Konzentrieren Sie sich auf die Förderung der natürlichen Intelligenz, um eine Substitution durch künstliche Intelligenz zu vermeiden, und nehmen Sie sich Zeit für die wichtigsten Themen.
Zukünftige Partnerschaften
Verstärkung der Zusammenarbeit mit China und Konzentration auf die besten chinesischen Forschungsgruppen, um von den Synergien zu profitieren und gemeinsame Erfolge zu erzielen.
Industrial Process and Energy Systems Engineering (IPESE)
Prof. François Maréchal
Industrial Process and Energy Systems Engineering (IPESE)
Das IPESE entwickelt auf digitalen Zwillingen basierende Optimierungsverfahren für eine Netto-Null-Umstellung unter Einbeziehung von Lebenszyklus-Metriken. Die Arbeit umfasst effiziente biobasierte Prozesse, CO₂-Abscheidung, hocheffiziente SOFCs, Abfallvergasung und städtische Knotenpunkte für erneuerbare Energien, die Industrie, Energie und intelligente Stadtteile miteinander verbinden.
Forschungsthemen
1
Integration erneuerbarer Energien in städtische Systeme unter Berücksichtigung von lokalen Gemeinschaften, Photovoltaik, intelligentem Betrieb, Effizienz und fortschrittlichen Energieumwandlungstechnologien wie Wärmepumpen und Fernwärme.
2
Dekarbonisierung der industriellen Produktion durch effiziente Produktion, Wärmerückgewinnung, CO2-Abscheidung, Integration von erneuerbaren Energien und Abfallmanagement sowie industrielle Symbiose.
3
Modellierung der Energiewende: Wie passt sich das Energiesystem an die Innovation und die Dekarbonisierungsmaßnahmen an?
Unsere Schlüsselprojekte
PinchSmall
Eine computergestützte Entscheidungshilfe für die schnelle Bewertung von Dekarbonisierungsoptionen für industrielle Prozesse.
EPFL, HES-so, Schweizerisches Bundesamt für Energie
Netto-Null-Labor
Dekarbonisierungsstrategien für die stadtintegrierte Aluminiumproduktion.
IPESE, HES-so, Oiken, Novelis
Urban Energy Zwillinge
Urban Twin und Sweet Swice & Sweet COSI, Auf dem Weg zu einem ganzheitlichen Modell für die Integration erneuerbarer Energien in Städten: vom Verhalten bis zur Anpassung des Energiesystems.
Süßes Konsortium mit Versorgungsunternehmen
Highlights
1
Unabhängige und neutrale Schweiz: Welche Kosten und Konsequenzen sind zu erwarten?
2
Mehrere Auszeichnungen für die besten Vorträge und Poster auf internationalen Konferenzen
3
François Marechal hat an der Gründung von sechs Start-up-Unternehmen mitgewirkt: Bluewatt Engineering, jetzt Teil von PSE Siemens: energieeffiziente Abwasseraufbereitung, Trea-tech: hydrothermale Vergasung für die Wasseraufbereitung und die Umwandlung von Biomasse, Exergo.ch: Planung von Multi-Energie-Systemen durch CO2-basierte Fernwärme- und Fernkältesysteme, Urbio: Entscheidungshilfe bei der Planung von städtischen Energiesystemen. Qaptis : CO2-Abscheidung in Transportsystemen. Emissium : CO2-Verfolgung und -Zertifizierung.
4
CO2-Netzwerk-Demonstrator auf dem Campus der EPFL Valais Wallis.
Team & talents
Größe des Laborteams
30 Forscher auf verschiedenen Ebenen
Vom wissenschaftlichen Team entwickelte Fähigkeiten
Computergestützte Prozess- und Energiesystemtechnik, Optimierung, maschinelles Lernen und Programmierung, Pinch-Technologie
Regionale und gesellschaftliche Auswirkungen
1
Aufzeigen und Quantifizieren von Dekarbonisierungspfaden für die Dekarbonisierung und die Energiewende durch die Integration von technologischen Innovationen. Wie weit sind sie von den sozialen Kosten des Nichtstuns entfernt?
2
Die Auswirkungen von Net Zero Valais auf die Nachhaltigkeit (wirtschaftlich, ökologisch und gesellschaftlich): Was bedeutet „zu expansiv“?
3
Welche Auswirkungen hat die Integration von Innovationen auf die Dekarbonisierung der Industrie?
Perspektiven und Herausforderungen
Hauptchancen ?
Dekarbonisierung der Industrie in einer sich wandelnden Welt\n Anpassung der Infrastruktur zur Integration dezentraler Produktionen, industrielle Symbiose auf regionaler Ebene
Wichtigste Herausforderungen
Integration von Innovation
Zukünftige Partnerschaften
Unser Labor kann auf eine lange Tradition der Zusammenarbeit mit der Industrie zurückblicken. Wir unterstützen die Zusammenarbeit für den Wissens- und Technologietransfer.
Fakultät für Ingenieurwissenschaften und -technik
Process and energy system engineering
Prof. François Maréchal
Industrial Process and Energy Systems Engineering (IPESE)
Electrochemical Engineering
MER Jan Van herle
GEM Group of Energy Materials (STI-SCI-JVH)
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