Développer des technologies de séparation de nouvelle génération qui consomment moins d'énergie et sont plus durables, en particulier pour la purification des gaz et des liquides en vue d'applications dans les domaines de l'énergie et de l'environnement.
Sujets de recherche
1
Capture du CO₂ à haut rendement énergétique : Nous développons des membranes innovantes capables de capturer sélectivement le dioxyde de carbone en utilisant beaucoup moins d’énergie que les méthodes conventionnelles.
2
Des nanomatériaux pour des séparations propres : Notre équipe conçoit des matériaux nanoporeux de l’ordre de l’atome qui permettent une séparation précise des gaz et des liquides à l’échelle moléculaire.
3
Technologies membranaires évolutives et durables : Nous nous efforçons de traduire nos découvertes en solutions pratiques à l’échelle industrielle qui favorisent des processus chimiques plus propres et plus durables.
Nos projets clés
Capture du CO₂ par le graphène
Capture du CO₂ à l'aide de membranes de graphène ultrafines Mise au point de membranes à base de graphène (matériau récompensé par un prix Nobel) capables de capturer sélectivement le dioxyde de carbone avec une consommation d'énergie minimale, soutenant ainsi les efforts déployés pour atténuer le changement climatique.
GAZNAT, Shell, collaborateurs académiques de l'EPFL et d'autres universités
Membranes MOF ultrafines
Matériaux nanoporeux cristallins ultraminces (MOF) pour la séparation des gaz Conception de films minces innovants de MOF (matériau lauréat du prix Nobel) capables de distinguer les molécules de gaz à l'échelle atomique, ce qui constitue une percée pour la purification de l'hydrogène et l'énergie propre.
Collaborateurs académiques de l'EPFL et d'autres universités
Fabrication de membranes évolutives
Traduire les découvertes des laboratoires en prototypes industriels. Un exemple marquant est la capture du CO2 de l'usine d'incinération des déchets Enevi à raison de 1 tonne de CO2 par jour par la mise à l'échelle d'une membrane de graphène poreux, dans le cadre d'un projet CCUS financé par l'EPFL (Solutions4Sustainability, financement de 9 millions de francs suisses). Site web : https://s4s-ccus.epfl.ch
GAZNAT, Enevi, Divea, collaborateurs académiques de l'EPFL et d'autres universités
Nos résultats et highlights
1
Le laboratoire a réalisé des avancées majeures dans la création de membranes ultrafines – quelques atomes d’épaisseur seulement – capables de séparer efficacement des gaz tels que le CO₂ et l’hydrogène.
2
Le professeur Agrawal a reçu plusieurs distinctions internationales, notamment un ERC Starting Grant, le NAMS Young membrane Scientist Award (2018), le AIChE FRI/John G. Kunesh Award (2021), en reconnaissance de ses travaux pionniers dans le domaine de la science de la séparation.
3
Le LAS participe à des collaborations nationales et européennes axées sur l’énergie durable et les technologies de capture du carbone, notamment à des partenariats avec le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS) et à des projets ERC.
4
L’entreprise dérivée du laboratoire, Divea (constituée en société en 2024), s’emploie à commercialiser les membranes de capture du carbone à faible coût. Le laboratoire a déposé 10 demandes de brevet. Plusieurs ont été accordés. 7 d’entre eux ont fait l’objet d’une licence par Divea.
5
Les travaux du LAS ont donné lieu à des publications à fort impact, à des collaborations mondiales et à une reconnaissance croissante de l’avancement des solutions technologiques propres susceptibles de réduire les émissions et les coûts énergétiques. Divea effectue des essais sur le terrain avec des membranes en graphène. Le groupe de recherche a développé des démonstrateurs d’installations pilotes en collaboration avec le Valais, l’OFEN et GAZNAT.
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
Le LAS rassemble actuellement une vingtaine de chercheurs, dont des doctorants, des post-doctorants et des ingénieurs de plus de dix pays.
Présentation d'un membre spécifique de l'équipe
Nous aimerions mettre en avant le Dr Jian Hao, scientifique principal au LAS, qui joue un rôle clé dans le développement de membranes de nouvelle génération pour la capture du CO₂ et la séparation des gaz. Son expertise dans le domaine des nanomatériaux et de la fabrication de couches minces est essentielle pour transformer les découvertes de laboratoire en technologies évolutives.
Compétences développées par l'équipe scientifique
Les membres de l’équipe acquièrent une expertise dans la synthèse de matériaux avancés, la nanofabrication et les technologies de séparation à haut rendement énergétique, ainsi que dans la gestion de projets et la collaboration interdisciplinaire.
Autres
Le laboratoire encourage fortement la diversité, le mentorat et une culture de travail inclusive qui favorise la créativité et l’innovation.
Impacts régionaux et sociaux
1
Nos recherches soutiennent la transition mondiale vers des technologies à faible teneur en carbone en rendant les processus de capture et de purification du CO₂ plus efficaces sur le plan énergétique et plus abordables.
2
Basé à Sion, le LAS renforce l’écosystème local d’innovation, attire des talents internationaux et contribue à positionner le Valais comme un pôle de recherche sur les technologies propres.
3
En développant des technologies de séparation évolutives et rentables, le laboratoire aide les industries à réduire leur consommation d’énergie et leurs émissions tout en améliorant leur compétitivité et leur durabilité.
Perspectives et défis
Principales opportunités
Le LAS vise à étendre l’application de ses technologies membranaires avancées à la capture du CO₂ à grande échelle et à la production d’hydrogène propre. Il existe de fortes possibilités de renforcer les liens avec l’industrie et de contribuer à la transition de la Suisse vers une économie à faible émission de carbone.
Principaux défis
Le principal défi consiste à faire passer ces matériaux des prototypes de laboratoire aux systèmes industriels, tout en maintenant une production rentable et respectueuse de l’environnement. Combler le fossé entre la recherche et la mise en œuvre dans le monde réel reste un objectif clé.
Partenariats futurs
Le laboratoire cherche à collaborer avec des entreprises du secteur de l’énergie et de la fabrication, ainsi qu’avec des institutions publiques, afin d’accélérer le transfert de technologies et de démontrer l’impact des séparations avancées dans les processus industriels durables.
Laboratoire des matériaux pour les énergies renouvelables (LMER)
Prof. Andreas Züttel
Laboratory of Materials for Renewable Energy (LMER)
La recherche va de la science fondamentale à la recherche appliquée dans le domaine du stockage de l'énergie renouvelable au moyen de l'hydrogène et de ses dérivés. L'étude des mécanismes de réaction, en particulier pour l'hydrogène interagissant avec les métaux et le carbone, ainsi que l'analyse des systèmes énergétiques afin de remplacer les combustibles fossiles par des énergies renouvelables. Recherche de nouvelles solutions créatives et innovantes et travail au-delà de l'évidence.
Sujets de recherche
1
Interaction de l’hydrogène avec les métaux, intercallation de l’hydrogène et structure des hydrures.
2
Réduction du CO2 et des hydrates de carbone grâce à l’hydrogène, hydrocarbures synthétiques en tant que carburants durables pour la future économie des énergies renouvelables.
3
Analyse des exigences techniques et des incidences économiques des systèmes d’énergie renouvelable.
Nos projets clés
Stockage d'hydrure métallique
En collaboration avec plusieurs groupes coréens et GRZ Technologies, un système de stockage d'énergie a été développé, composé d'un électrolyseur coréen et d'un système de stockage à hydrure métallique suisse. De nouveaux hydrures basés sur des alliages bcc permettent de presque doubler la densité de stockage de l'hydrogène.
démonstration d'un réacteur de méthanisation de 1 MW
En collaboration avec Gaznat, un nouveau type de réacteur de méthanisation a été mis au point, qui permet de convertir 99,6 % du CO2 en méthane en une seule étape. Un nouveau catalyseur à haute performance a été développé, analysé et optimisé.
Étude de faisabilité pour SAF
Les filières de production potentielles de carburants durables pour l'aviation ont été analysées en détail afin de déterminer les quatre critères les plus importants, à savoir l'efficacité, l'encombrement, le coût d'investissement et le coût du carburant.
Nos résultats et highlights
1
Les publications sur les hydrures sont les plus citées dans le domaine. Contributions significatives interaction de l’hydrogène avec les nanomatériaux, les métaux et le carbone.
2
Prix Watt d’Or, prix de l’hydrogène et de l’énergie
3
Collaborations internationales à long terme avec des groupes de premier plan en Chine, au Japon, en Corée, aux États-Unis et dans plusieurs pays européens, qui ont donné lieu à de nombreuses publications.
4
Une série de brevets sur les hydrures, les catalyseurs, les techniques d’analyse et les applications sont utilisés dans l’industrie.
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
L’équipe est composée de 4 post-doctorants, 9 doctorants et 2 à 5 stagiaires
Présentation d'un membre spécifique de l'équipe
Plusieurs anciens membres du groupe sont aujourd’hui professeurs, comme Wen LUO à l’université de Shanghai ou Emanuele MOIOLI au Poletechnico de Milan. Plusieurs membres du groupe ont créé des entreprises avec succès, comme Noris GALLANDAT GRZ Technologis SA et Cedric KOOLEN SCIDENTIFY SA.
Compétences développées par l'équipe scientifique
Ils apprennent à travailler non seulement sur des sujets de recherche scientifiques intéressants, mais aussi à relever des défis scientifiques pertinents et à produire des résultats valables au-delà des mesures.
Impacts régionaux et sociaux
1
Le stockage des énergies renouvelables est la technologie clé nécessaire pour remplacer les combustibles fossiles par des énergies renouvelables. Le développement de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies, ainsi que la science, servent directement la société.
2
L’augmentation de la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique est un sujet clé en Valais. Les nouvelles technologies créent de nouvelles activités, du travail et de la prospérité.
3
La transition énergétique vers les énergies renouvelables est également une transition du marché de l’énergie. L’économie profite des connaissances créées sur les technologies futures.
Perspectives et défis
Priorité 1
L’hydrogène dans les métaux et les propriétés des hydrures
Priorité 2
Des carburants durables pour l’aviation à partir d’huiles biologiques
Priorité 3
Riorité 3 : Technologies de conversion de l’hydrogène
Principaux défis
Concentrez-vous sur la promotion de l’intelligence naturelle pour éviter qu’elle ne soit remplacée par l’intelligence artificielle et consacrez du temps aux sujets les plus pertinents.
Partenariats futurs
Renforcer la collaboration avec la Chine et se concentrer sur les meilleurs groupes de recherche chinois afin de profiter des synergies et de créer un succès mutuel.
Nous faisons progresser la découverte des matériaux en unissant la simulation moléculaire, la science des données et l'IA. Grâce à une modélisation rigoureuse, des données de haute qualité et des plateformes numériques holistiques, nous accélérons les percées dans la chimie réticulaire et la capture du carbone, en créant des outils ayant un impact sur le monde réel.
Sujets de recherche
1
Nous utilisons des simulations informatiques avancées pour comprendre le fonctionnement des nouveaux matériaux au niveau atomique. Cela nous aide à prévoir des propriétés importantes, telles que la façon dont ils retiennent la chaleur, absorbent les gaz ou déplacent l’eau, avant de les fabriquer en laboratoire.
2
Nous combinons de vastes ensembles de données avec des méthodes modernes d’intelligence artificielle pour identifier les matériaux les plus prometteurs pour un travail donné. Au lieu de tester des milliers de matériaux de manière expérimentale, nous laissons l’IA réduire la recherche aux matériaux les plus utiles.
3
Nous synthétisons et caractérisons de nouveaux matériaux, tels que des composés luminescents, afin d’explorer leurs propriétés de manière expérimentale et de les relier à nos simulations et à nos modèles d’IA.
Nos projets clés
Une plateforme unifiée reliant les propriétés des matériaux, la conception des processus, l'EET et l'ACV afin d'identifier les sorbants optimaux pour la capture du CO₂ pour des paires source-puits réelles.
Heriot-Watt University, ETHZ, UC Berkeley, ENS Paris
En utilisant un criblage de MOF basé sur des données, nous avons identifié des "adsorbaphores" robustes et résistants à l'humidité qui se lient au CO₂. Cela a conduit à la synthèse d'Al-PMOF et d'Al-PyrMOF, qui sont plus performants que les sorbants commerciaux dans des conditions humides.
Université Heriot-Watt, UC Berkeley
Le réglage fin des modèles en langage large permet une prédiction précise des propriétés des matériaux et même une conception inverse avec un minimum de données. Démonstration sur les molécules, les alliages et les MOF ; étonnamment plus performant que les ML spécialisés dans les régimes à faible volume de données.
Nos résultats et highlights
1
2 articles dans Nature
2
Chercheur très cité dans le domaine des champs croisés – 2025
3
Subvention avancée du SNFS
4
DePOLY est une émanation de LSMO
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
16-18 personnes
Compétences développées par l'équipe scientifique
IA, simulation moléculaire, synthèse de MOF
Impacts régionaux et sociaux
1
Recherche fondamentale
Perspectives et défis
Principales opportunités
Développer la conception de matériaux pilotés par l’IA
Partenariats futurs
Université Heriot-Watt
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