Die Aufgaben von SENSE bestehen in der Erforschung des Klimawandels und der Biogeochemie von Treibhausgasen durch Ingenieurwesen und neue Technologien, wobei der Schwerpunkt auf extremen und marinen Umgebungen liegt. Das entsprechende Motto, das unseren Auftrag zusammenfasst, könnte man als "Tech for Climate" bezeichnen.
Forschungsthemen
1
Biogeochemie der Treibhausgase in der aquatischen Umwelt, d.h. welche Mechanismen gibt es für die Produktion und den Verbrauch dieser Gase, die möglicherweise die Flüsse zwischen der aquatischen Umwelt und der Atmosphäre beeinflussen
2
Intelligente Sensoren: Es werden zusätzliche Daten in einem besseren räumlichen und zeitlichen Maßstab benötigt. Wir entwickeln Sensoren, darunter auch erschwingliche, mit denen die Datenabdeckung erhöht werden kann
3
Low-Tech und Citizen Science: SeglerInnen sollen ihre Segelboote mit kostengünstigen Sensoren ausstatten, um wissenschaftliche Erkenntnisse aus ihrer Expedition zu gewinnen
Unsere Schlüsselprojekte
BASAL-CH4
Ein vom Schweizerischen Polarinstitut finanziertes Projekt, bei dem wir die Methanflüsse (CH4) in den westgrönländischen Fjorden im Sommer unter Verwendung unseres In-situ-Sensors SubOcean und einer Expedition des Schweizer Forschungsseglers FOREL ausgewertet haben.
Schweizerisches Polarinstitut Verein Forel Heritage
Wir führen weiterhin detaillierte Messungen von gelöstem Lachgas (N2O) und gelöstem CH4 im Genfersee und in anderen Schweizer Seen zu verschiedenen Jahreszeiten durch, mit dem Ziel, die Mechanismen der Produktion und des Verbrauchs sowie die Flüsse in die Atmosphäre zu bewerten.
LéXPLORE-Plattform Eawag UNIL
Sailowtech
Wir entwerfen, konstruieren und verbessern kostengünstige Sensoren zur Messung von Temperatur, Salzgehalt, gelöstem Sauerstoff und gelöstem CO2 in der aquatischen Umwelt. Dies wird dazu beitragen, die Bürgerwissenschaft für eine bessere räumliche und zeitliche Erfassung dieser wichtigen Variablen zu entwickeln. Seit 2025 stellt unser Team die wissenschaftliche Gesamtkoordination von Sailowtech sicher.
Unsere detaillierten In-situ-Analysen von gelöstem CH4 im Genfer See haben gezeigt, dass die hohen Konzentrationen weit entfernt vom Rhone-Delta hauptsächlich durch den seitlichen Transport aus dem Delta selbst entstehen.
2
Prof. Dr. Jérôme Chappellaz, der die SENSE-Einheit leitet, erhielt die Belgica-Medaille der Königlichen Akademie der Wissenschaften in Belgien.
3
Vom Schweizerischen Polarinstitut unterstützte Projekte: BASAL-CH4 und NITRO-BAFFIN
Team & talents
Größe des Laborteams
7
Spezifisches Teammitglied
Dieses Jahr Isabel Wild als Verwaltungsassistentin. Sie leistet eine unglaubliche Arbeit, indem sie alle Aspekte der Verwaltung des Teams verfolgt, aber auch die ALPOLE-Professoren bei der Organisation des zweimonatlichen Treffens aller ALPOLE-Professoren begleitet. Ihr Engagement und ihre Professionalität sind wirklich erstaunlich und eine große Bereicherung für unser Team und für ALPOLE.
Vom wissenschaftlichen Team entwickelte Fähigkeiten
Multidisziplinärer Ansatz an der Schnittstelle zwischen Umweltgeowissenschaften und Ingenieurwesen. Feldarbeit und damit verbundene Logistik. Anspruchsvolle Feldumgebungen (Seen, Polarregionen).
Andere
Kommunikation. Ein solches Forschungsthema ist für eine breite Öffentlichkeit von Interesse. Daher ist es wichtig, dass man zum Beispiel mit Medieninterviews umgehen kann.
Regionale und gesellschaftliche Auswirkungen
1
Unsere Forschung liefert wichtige Informationen über mögliche biogeochemische Rückkopplungen in einer wärmeren Welt, was in der Schweiz, wo die derzeitige Erwärmung stärker ist als im globalen Durchschnitt, besonders wichtig ist.
2
Unsere Forschung zeigt, dass der Kanton Wallis seinen Teil der Verantwortung für ein besseres Verständnis der Funktionsweise des Klimasystems übernimmt. Unser Know-how könnte sich auf Aktivitäten im Wallis auswirken, die mit der Wasserqualität, dem Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf zusammenhängen.
3
Unsere Forschung an neuen Sensoren kann zu Entdeckungen führen, die sich auf industrielle Anwendungen auswirken.
Perspektiven und Herausforderungen
Priorität 1
Verbesserung unserer derzeitigen Sensoren
Priorität 2
Einsatz der Sensoren in Zusammenarbeit mit internationalen Programmen, durch neue wissenschaftliche Expeditionen in verschiedenen Teilen der Welt
Priorität 3
Ausweitung der Kapazitäten der Bürgerwissenschaft im Bereich der aquatischen Umwelt, aber möglicherweise auch in anderen Bereichen
Wichtigste Herausforderungen
Es gibt technische Herausforderungen, die den Aufbau von Verbindungen mit verschiedenen Disziplinen an der EPFL erfordern. Es gibt auch Herausforderungen beim Einsatz, da wir teilweise auf die komplexe Logistik ausländischer Betreiber in den Polarregionen angewiesen sind. Nicht zuletzt müssen bei der Bürgerforschung die Budgets der Instrumente minimiert werden, was nicht immer einfach ist.
Zukünftige Partnerschaften
Andere Professoren innerhalb der EPFL. Zusammenarbeit mit der Eawag im Bereich neuartiger CTD-Instrumente, die den physikalischen Zustand von Wassersystemen dokumentieren können. Zusammenarbeit mit anderen Nationen (insbesondere Norwegen) für den Einsatz in den polaren Ozeanen, mit Perspektiven in Svalbard und im südlichen Ozean um die Antarktis. Aussicht auf die Teilnahme an der BeauPair-Expedition im Jahr 2027 zusammen mit Deutschland und Kanada.
Laboratory for Functional Inorganic Materials (LFIM)
Prof. Wendy Queen
Laboratory for Functional Inorganic Materials (LFIM)
LFIM leistet Pionierarbeit bei der Entwicklung fortschrittlicher poröser Materialien für die Gas- und Flüssigkeitsabscheidung, insbesondere in den Bereichen CO₂-Abscheidung, Wasseraufbereitung und Rückgewinnung wertvoller Metalle aus Abfällen, um den weltweiten Energieverbrauch zu senken und den Umweltschutz zu fördern.
Forschungsthemen
1
Kohlenstoffabscheidung: Wir werden bessere Methoden entwickeln, um CO2 direkt aus der Atmosphäre und aus großen Punktquellen zu entfernen, um den Prozess billiger und effektiver zu machen und so zur Erreichung der Kohlenstoffneutralität beizutragen.
2
Wir entwickeln kosteneffiziente und nachhaltige Verfahren zur Gewinnung wertvoller und kritischer Metalle wie Platin, Palladium und Gold aus Abfällen, um sie wiederzuverwenden. Damit wollen wir dazu beitragen, die für die Energiewende notwendigen Materiallieferketten zu sichern und gleichzeitig den Umweltschutz zu fördern.
3
LFIM entwickelt selektive poröse Materialien, die in der Lage sind, gezielt Verunreinigungen aus Wasserquellen zu entfernen, mit dem Ziel, den Zugang zu sauberem Wasser für alle zu sichern und die Umweltsanierung zu unterstützen.
Unsere Schlüsselprojekte
NCCR-Trennungen
In diesem Jahr haben wir Mittel erhalten, um den NFS Separations zu lancieren, einen nationalen Forschungsschwerpunkt der Schweiz, der sich der Entwicklung der nächsten Generation von Trenntechnologien widmet. Durch die Nutzung fortschrittlicher Materialien und/oder neuartiger Verfahren wollen wir einige der dringendsten Herausforderungen der Welt angehen - von der CO₂-Abscheidung direkt aus der Luft über die Abtrennung von Ammoniak bis hin zur Rückgewinnung wichtiger Metalle aus Abfallströmen.
Wir entwickeln poröse Materialien, die CO2 direkt aus der Luft abscheiden können. Das Projekt umfasst den Entwurf und die Umsetzung einer CO2-Abscheidungseinheit, die in einer lokalen Verbrennungsanlage in Verbindung mit der Kohlenstoffabscheidung im Tonnenmaßstab in der Anlage selbst installiert wird.
Poröse Adsorbentien für die Wasser- und Metallrückgewinnung
Die Gruppe erhielt in diesem Jahr einen SNF-Beitrag zur Entwicklung von Bausteinen auf der Basis von Piperazin und Dihydrophenazin für die Entwicklung hocheffizienter, kostengünstiger poröser Adsorbentien für die Wasseraufbereitung und die Rückgewinnung schwerer Elemente aus komplexen Abfallströmen.
In Zusammenarbeit mit unserem Industriepartner haben wir ein Projekt zur Abscheidung fluorierter Moleküle aus Gasgemischen gestartet. Diese persistenten Gase haben ein sehr hohes Erderwärmungspotenzial, und wir wollen ihre Emissionen mit effizienten, kostengünstigen porösen Adsorbentien verringern.
Skalierende Adsorbentien für Goldrückgewinnung und sauberes Wasser
Unterstützt durch ein BRIDGE Proof of Concept Fellowship möchte unser Teammitglied Dr. Nazanin Taheri effiziente Adsorbentien weiterentwickeln und skalieren, um Gold zurückzugewinnen und Schwermetalle aus industriellem Abwasser und Elektroschrott zu entfernen. Damit leistet sie einen Beitrag zu sauberem Wasser und zur zirkulären Rückgewinnung von Ressourcen.
Unsere Postdoc-Forscherin Dr. Nazanin Taheri wurde als BRIDGE Proof of Concept Fellow ausgewählt und erhielt CHF 130.000, um ihre innovative Arbeit voranzutreiben. Ihr Projekt wurde später beim Energy & Environment Innovation Day, der von STARTUP CAMPUS Schweiz organisiert wurde, unter die Top 5 von 50 Start-ups gewählt. Im Jahr 2026 erhielt sie außerdem den zweiten Platz beim Sustainability Week Zurich Startup Award für ihre Arbeit zur Rückgewinnung von Gold aus Elektroschrott und Industrieströmen in Kombination mit der Entfernung von Schwermetallen zur Unterstützung von sauberem Wasser und zirkulärer Ressourcenrückgewinnung.
2
Unser ehemaliger Doktorand Dr. Till Schertenleib erhielt die EDCH Doctoral Program Thesis Distinction, womit seine Doktorarbeit zu den besten 8% der 2025 eingereichten Arbeiten gehörte. Außerdem wurde er als einer der 2025 MatChem PhD Student Award Gewinner ausgewählt, um den herausragenden Beitrag seiner Doktorarbeit zu würdigen und seine wissenschaftliche Exzellenz hervorzuheben. Dr. Timo Felder wurde auf dem EuroMOF 2025 mit dem Outstanding Poster Award ausgezeichnet, was den starken Einfluss seiner Forschung auf die Gemeinschaft der porösen Materialien unterstreicht. Darüber hinaus wurde eine seiner jüngsten Veröffentlichungen für die 2025 Most Popular Porous Materials Articles Collection ausgewählt, was die Relevanz und Sichtbarkeit seiner Forschung unterstreicht. Unser Doktorand Sanjay Venkatachalam erhielt den Outstanding Poster Award auf der Gordon Research Conference in den USA, womit die Qualität und der Einfluss seiner Forschungspräsentation gewürdigt wurde.
3
Der NCCR „Separations“ bringt 20 Forschungsgruppen zusammen, um den Technologietransfer zu beschleunigen, die Schweizer Nachhaltigkeitsziele zu unterstützen und die Innovation zu stärken. Er zielt darauf ab, die Schweiz als führend in der nachhaltigen Trennungsforschung zu positionieren, indem er die nationale Expertise stärkt und dauerhafte interdisziplinäre Kooperationen aufbaut.
4
Dr. Nazanin Taheri erhielt ein BRIDGE Proof of Concept Fellowship zur Unterstützung ihrer innovativen Adsorbentien-Technologie und ebnete damit den Weg für ein mögliches Spin-off der EPFL in naher Zukunft. Darüber hinaus wurde ein Patent auf der Grundlage ihrer innovativen Adsorptionsmittel und deren Anwendung bei der Ressourcenrückgewinnung angemeldet.
Team & talents
Größe des Laborteams
15
Vorstellen eines bestimmten Teammitglieds
Dr. Nazanin Taheri ist seit September 2022 als organische Chemikerin am LFIM tätig und wendet ihr Fachwissen auf die Entwicklung effizienter Adsorbentien zur Lösung von Umweltproblemen an. In den vergangenen drei Jahren hat sie unter der Leitung von Prof. Wendy Lee Queen und in enger Zusammenarbeit mit Doktoranden effiziente Adsorbentien für die Rückgewinnung von Gold aus Elektroschrott und Industrieströmen sowie für die Entfernung von Schwermetallen aus Abwässern entwickelt. Ihre Arbeit hat zu herausragenden wissenschaftlichen Ergebnissen geführt, darunter eine Veröffentlichung im Journal of the American Chemical Society, und sie hat eine BRIDGE Proof of Concept-Finanzierung in Höhe von CHF 130.000 erhalten, um das Scale-up und die Umsetzung ihrer Technologie in reale Anwendungen zu unterstützen.
Vom wissenschaftlichen Team entwickelte Fähigkeiten
Unsere Teammitglieder entwickeln die Fähigkeit, grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse in praktische Lösungen für dringende Umweltprobleme umzusetzen. Anstatt isolierte Forschung zu betreiben, konzentrieren sie sich auf Technologien, die wissenschaftliche Strenge mit greifbaren Auswirkungen auf Umwelt und Wirtschaft verbinden. Eine wichtige Fähigkeit besteht darin, die Kluft zwischen der Grundlagenforschung und den Bedürfnissen der Industrie zu überbrücken, von der Materialentwicklung und -charakterisierung bis hin zu anwendungsorientierten Tests, Scale-up-Denken, Technologietransfer und Zusammenarbeit mit Industriepartnern. Dies bereitet die Forscher darauf vor, einen Beitrag zu einem nachhaltigeren Planeten zu leisten und gleichzeitig Innovationen mit praktischer Relevanz voranzutreiben. Während wir aktiv skalierbare Lösungen für die Industrie erforschen, konzentrieren wir uns auch stark auf die Grundlagenforschung. So hat zum Beispiel unser ehemaliger Doktorand Dr. Till Schertenleib hervorragende Grundlagenarbeit geleistet, die mit dem EDCH Doctoral Program Thesis Distinction und dem 2025 MatChem PhD Student Award ausgezeichnet wurde.
Regionale und gesellschaftliche Auswirkungen
1
Wir entwickeln fortschrittliche poröse Materialien, um den Klimawandel durch effiziente CO₂-Abscheidung zu bekämpfen, Wasser durch die Entfernung toxischer Metalle zu reinigen und wertvolle Metalle aus Elektroschrott zurückzugewinnen – und ermöglichen so eine Kreislaufwirtschaft, während wir künftige Führungskräfte ausbilden und die Gesellschaft durch Forschungstranslation einbinden.
2
Das LFIM trägt dazu bei, die Sichtbarkeit des Wallis als Wissenschaftszentrum von Weltrang zu erhöhen, das Wirtschaftswachstum durch die Gründung von Start-ups und die Einwerbung von Investitionen zu fördern, künftige Wissenschaftler weltweit auszubilden, die Öffentlichkeit über GoldRush-Ausstellungen und lokale Medien (Canal 9, Nouveliste, RTS, Migros-Displays) einzubeziehen und regionale Partnerschaften für die Energiewende durch Präsentationen vor Entscheidungsträgern und die Zusammenarbeit mit der lokalen Industrie sowie durch die Zusammenarbeit mit lokalen Schulen zu stärken
3
Unsere Forschung geht das Problem der industriellen Energiegewinnung direkt an: Trennverfahren verbrauchen 10-15 % der weltweiten Energie. Durch die Gründung von Start-ups, die Entwicklung von Patenten zum Schutz neuartiger Materialien und Methoden, den Technologietransfer und die direkte Zusammenarbeit mit der Industrie tragen wir dazu bei, innovative Trenntechnologien auf den Markt zu bringen.
Perspektiven und Herausforderungen
Priorität 1
Bereitstellung neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse, die zur Bewältigung bestehender globaler Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel und der Wasserknappheit beitragen können.
Priorität 2
Skalierung unserer bahnbrechenden Materialien vom Labor in die Industrie: CO₂-Abscheidung, Recycling von Elektroschrott und Wasseraufbereitung werden von Forschungsinnovationen in einsatzfähige Technologien umgewandelt.
Priorität 3
Ausbildung der nächsten Generation von Führungskräften im Bereich der Nachhaltigkeit bei gleichzeitiger Ausweitung des öffentlichen Engagements, um zum Handeln in den Bereichen Klima und Kreislaufwirtschaft anzuregen.
Wichtigste Herausforderungen
Überbrückung der Kluft zwischen dem Erfolg im Labor und dem Einsatz im industriellen Maßstab. Unsere energieeffizienten Technologien sollen mit bestehenden Methoden kostenmäßig konkurrieren können. Sicherstellung der Finanzierung von Pilotprojekten zur Demonstration der Leistungsfähigkeit in der Praxis. Übergang von vielversprechenden Prototypen zu kommerziell lebensfähigen Produkten, die von der Industrie übernommen werden. Entwicklung der notwendigen industriellen Partnerschaften
Zukünftige Partnerschaften
Unser NCCR zielt darauf ab, die oben genannten Herausforderungen anzugehen und die Entwicklung von Trenntechnologien zu beschleunigen, um die Bedürfnisse der Industrie in Bezug auf Kosten, Energieverbrauch und Umweltverträglichkeit schneller zu erfüllen. Im Rahmen dieses Projekts haben wir bereits 8 akademische Partner und mindestens 15 unterstützende Industriepartnerschaften, die genutzt werden könnten.
Institute of Chemical Sciences and Engineering (SB)
Chemistry
Prof. Wendy Queen
Laboratory for Functional Inorganic Materials (LFIM)
Chemistry, physics, materials science
Prof. Dr. Sascha Feldmann
Laboratory for Energy Materials (LEM)
Chemistry
Prof. Raffaella Buonsanti
Laboratory of Nanochemistry for Energy (LNCE)
Chemical Engineering
Prof. Kumar Varoon Agrawal
Laboratory of Advanced Separations (LAS)
CO2 capture
Prof. Berend Smit
Laboratory of Molecular Simulation (LSMO)
Energy, Hydrogen, Physical chemistry
Prof. Andreas Züttel
Laboratory of Materials for Renewable Energy (LMER)
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