NFS Separations

Heiminstitution: EPFL Valais Wallis

In der chemischen Industrie sind Trenntechnologien essenziell, um bestimmte Bestandteile aus Gas-, Flüssigkeits- oder Feststoffgemischen zu isolieren. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Bewältigung globaler Herausforderungen wie Klimawandel, steigender Nahrungsmittelnachfrage, nachhaltiger Energieversorgung, Umweltverschmutzung und Abfallmanagement. Doch aktuelle Verfahren sind ineffizient: Sie erreichen nur 5–10 % Wirkungsgrad, verbrauchen 15 % der weltweiten Energie und verursachen hohe CO2-Emissionen. Hier liegt enormes Innovationspotenzial.

Ein zentrales Problem stellt die Kluft zwischen Forschung und industrieller Umsetzung dar, das so genannte «Tal des Todes» der Innovation. Vielversprechende Technologien scheitern, weil sie wirtschaftlich oder ökologisch nicht tragfähig sind. Die 18 Forschungsgruppen des Nationalen Forschungsschwerpunkts «Separations – Trennwissenschaft revolutionieren» wollen gemeinsam durch interdisziplinäre Zusammenarbeit neue Wege in der Entwicklung von Trenntechnologien gehen.

Der NFS Separations will entscheidende technologische Lücken schliessen, um die Nachhaltigkeitsziele der Schweiz zu erreichen, den Weg zur globalen Klimaneutralität zu beschleunigen und gleichzeitig die Schweizer Wirtschaft durch gezielte Innovationen zu unterstützen.

Der NFS konzentriert sich auf drei zentrale Herausforderungen:

• CO2-Abscheidung aus der Luft: Es werden skalierbare, kostengünstige Verfahren entwickelt, um atmosphärisches CO2 zu entfernen.

• Ammoniaktrennung bei hohen Temperaturen: Es werden neuartige Hochtemperatur-Trennverfahren entwickelt, um die energieintensive Ammoniaksynthese deutlich effizienter zu gestalten.

• Rückgewinnung kritischer Metalle: Es werden Verfahren entwickelt, um wertvolle Metalle wie Lithium und Kobalt effizient aus Abfallströmen zurückzugewinnen und so sichere, nachhaltige Materialkreisläufe zu ermöglichen.

Der NFS Separations entwickelt spezielle Membranen und Adsorbenzien, also Materialien, die bestimmte Stoffe selektiv an ihrer Oberfläche binden und dadurch trennen. Einzigartig ist der Ansatz, Materialdesign von Anfang an mit Prozessmodellierung, Kostenanalyse und Umweltbewertung zu verbinden. So entstehen nachhaltige und wirtschaftlich rentable Lösungen.

Mit einem Konsortium aus Materialwissenschaft, Chemie, Physik, Informatik und Ingenieurwesen wird der Technologietransfer in die Industrie beschleunigt und die Schweiz als Innovationsstandort gestärkt.