Zwei ERC Synergy Grants für Forschende

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Barbara Treutlein und Nicolas Noiray. (Bilder: ETH Zürich)
Barbara Treutlein und Nicolas Noiray. (Bilder: ETH Zürich)
Barbara Treutlein vom Departement Biosysteme und Nicolas Noiray vom Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik haben zusammen mit ihren europäischen Partnern je einen ERC Synergy Grant erhalten.

27.10.2023

Der Europäische Forschungsrat (ERC) hat gestern bekannt gegeben, welche Gruppen von Forschenden einen ERC Synergy Grant zugesprochen erhalten haben. Darunter sind auch zwei Forschende: Das Projekt «AxoBrain» mit Barbara Treutlein vom Departement Biosysteme der ETH in Basel und das Projekt «HYROPE» mit Nicolas Noiray vom Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik werden mit je einem Zuschuss von rund drei Millionen Franken gefördert. Dadurch fliessen insgesamt 5,9 Mio. CHF an die ETH Zürich.

Zehn Forschende haben sich auf die diesjährige Ausschreibung der ERC Synergy Grants beworben. Zwei davon waren erfolgreich. Die Erfolgsquote liegt damit bei 20 Prozent und damit über dem europäischen Durchschnitt.

Der Axolotl, ein mexikanischer Salamander, ist ein aussergewöhnliches Tier, das Teile seines Gehirns nach schweren Verletzungen regenerieren kann. Die molekularen Mechanismen, die die Regeneration steuern, sind jedoch unklar. Unbekannt ist auch, ob Nervenschaltkreise und das Verhalten vollständig wiederhergestellt werden. Das ERC-Synergy-Projekts «AxoBrain», an dem ETH-Professorin Barbara Treutlein beteiligt ist, möchte deshalb verschiedenste moderne Ansätze kombinieren, um zu verstehen, wie die Gehirnzellen des Salamanders auf Schäden reagieren und Verhaltenskreisläufe regenerieren. Die Kartierung von Hirnzelltypen und deren Verbindungen im Axolotl wird das Verständnis der Organisation und Evolution des Gehirns von Wirbeltieren vertiefen. Die Erkenntnisse aus dem Axolotl werden zu neuen, klinisch nutzbaren Strategien für die Regeneration von Säugetiergeweben führen.

Das Projekt AxoBrain bringt ein vielfältiges, Team gleichberechtigter Partner zusammen, das sich hervorragend ergänzt: Elly Tanaka (IMP Wien), einer Pionierin der Axolotl-Biologie und -Regeneration, Barbara Treutlein (ETH Zürich), eine Expertin für Einzelzelltechnologien und Neuroentwicklung, und Kevin Briggmann (MPI Bonn), ein Computer-Neuroethologe mit Expertise in Verhaltensneurowissenschaften und Konnektomik. Jeder Projektpartner erhält rund drei Millionen Euro.

Angesichts des Klimaproblems braucht es in Rekordzeit Gasturbinentechnologien für die Verbrennung von Wasserstoff und Ammoniak. Diese kohlenstofffreien Gasturbinen werden für die Luftfahrt und die Stromerzeugung entscheidend sein, denn die Elektrifizierung der Luftfahrt ist in den nächsten Jahrzehnten nicht realisierbar, weil Batterien im Vergleich zu chemischen Brennstoffen eine viel geringere Energiedichte aufweisen. Zusammen mit der zukünftigen Erzeugung von Wasserstoff durch Wasser-, Atom-, Solaroder Windenergie gelten mit Wasserstoff betriebene Flugzeugturbinen als vielversprechendste Option zur Dekarbonisierung des Luftverkehrs innerhalb eines Kontinents. Bei der Stromerzeugung sind mit Wasserstoff oder Ammoniak betriebene Gasturbinen eine hilfreiche Option für die Länder, die sich nicht auf grosse Mengen kohlenstofffreien Stroms aus Wasseroder Kernkraft verlassen können und ihre Windund Solarenergiequellen stark ausbauen möchten.

Wasserstoff und Ammoniak werfen jedoch grundlegende Fragen auf, da sie im Vergleich zu Kohlenwasserstoffen unterschiedliche Verbrennungsund Emissionseigenschaften aufweisen. Wasserstoff ist sehr diffusionsfreudig und extrem reaktiv, und seine turbulente Verbrennungsrate zeigt eine unerklärlich starke Druckabhängigkeit. Die Vorhersage, ob Wasserstoffflammen, die bei atmosphärischem Druck stabil sind, auch bei höheren Drucken wie sie in Gasturbinen benötigt werden, stabil sind, ist ein ungelöstes Problem. Ammoniak eignet sich zwar als Wasserstoffträger, der teilweise zu Wasserstoff zersetzt werden kann, ist aber wenig reaktiv und erfordert eine sorgfältige Kontrolle der Stickoxid-Emissionen. Wie mit den Auswirkungen des Drucks auf die Verbrennung dieser Brennstoffe umgegangen werden muss, ist nicht erforscht.

Im Rahmen des ERC Synergy Grant HYROPE bündeln vier europäische Laboratorien ihre Kernkompetenzen, um mit modernster Laserdiagnostik Experimente unter atmosphärischen und hohen Drücken in Kombination mit Hochleistungs-Simulationen durchzuführen. Damit wollen die Forschenden die Verbrennungsphysik von Wasserstoff und Ammoniak besser verstehen und vorhersagen. Zudem möchten sie neue Brennerkonzepte für diese kohlenstofffreien Brennstoffe entwickeln. Nicolas Noiray, Professor für Thermodynamik, wird mit seinem Team an der ETH Zürich seine Expertise in der Verbrennungsdynamik sowie die experimentelle Forschungsplattform für turbulente Verbrennung einbringen, die er im Rahmen seines laufenden ERC Consolidator Grant entwickelt hat.

Die wissenschaftlichen Grundlagen des HYROPE-Projekts werden die Entwicklung neuer Verbrennungssysteme mit hoher Leistungsdichte für Wasserstoff und Ammoniak beschleunigen und das Potenzial kohlenstofffreier Gasturbinen freisetzen.

Das Gesamtprojekt erhält einen Zuschuss von 12,75 Mio Euro, davon erhält Nicolas Noiray rund 3,2 Mio. Euro.

Erfolg steht für Qualität und Exzellenz der ETH-Forschung

«Ich freue mich sehr, dass sich erneut zwei Forschende mit ihren Teams im europäischen Forschungswettbewerb durchsetzen sowie die Qualität und Relevanz ihrer Forschung beweisen konnten. Der Erfolg von Barbara Treutlein und Nicolas Noiray belegt, dass unsere Forscherinnen und Forscher internationale Spitzenleistungen erbringen und als Partner im europäischen Forschungsraum sehr gefragt sind», sagt Christian Wolfrum, ETH-Vizepräsident für Forschung.