Jobbeschreibung
Forschung für eine Gesellschaft im Wandel: Das ist unser Antrieb im Forschungszentrum Jülich. Als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft stellen wir uns großen gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit und erforschen Optionen für die digitalisierte Gesellschaft, ein klimaschonendes Energiesystem und ressourcenschützendes Wirtschaften. Arbeiten Sie gemeinsam mit rund 7.400 Kolleg:innen in einem der größten Forschungszentren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!
Im Rahmen der Projekte HyInnoAEM und HyInnoLyze2, die Teile des Zukunftsclusters SupplHyInno Rhineland sind, werden neue Stackkomponenten sowie innovative Betriebsführungsstrategien für den dynamischen Betrieb von PEM-Elektrolyseuren entwickelt. Ziel ist es, eine hohe energetische Effizienz bei gleichzeitig minimalen Degradationsraten sicherzustellen. Parallel dazu werden neuartige Verfahren für die Beschichtung, Herstellung und das Fügen von Stackkomponenten konzipiert, optimiert und automatisiert. Die Umsetzung der Beschichtungs- und Fügeprozesse erfolgt überwiegend in Kooperation mit Industriepartnern, während die elektrochemische Charakterisierung der gefertigten Komponenten am Institute of Energy Technologies – Electrochemical Process Engineering (IET-4) durchgeführt wird.
Verstärken Sie diesen Bereich zum nächstmöglichen Zeitpunkt als
Doktorand:in – Konstruktion und Charakterisierung von Bipolarplatten und Dichtsystemen für PEM- und AEM-Wasserelektrolyseure (w/m/d)
Ihr zentraler Aufgabenschwerpunkt besteht in der Konstruktion von Mono- und Bipolarplatten, der Entwicklung von Dichtungs- und Fügekonzepten sowie der Validierung gefertigter Prototypen in realen Elektrolyse-Stacks. Die Platten sollen so ausgelegt werden, dass sie mit den porösen Transportschichten zu einem einzigen Bauteil gefügt werden können. Die Auslegung und Konstruktion der Platten soll die Querabdichtung (Anode / Kathode) und die Abdichtung nach außen beinhalten. Bei den Herstellverfahren sollen innovative Techniken und neue Materialien genutzt werden. Die so erzeugten Komponenten müssen hinsichtlich ihrer thermo-mechanischen Eigenschaften und ihrer chemischen Beständigkeit getestet werden. Insbesondere eine homogene Anpressdruckverteilung auf der aktiven Fläche von Elektrolyseuren ist neben der Gasdichtigkeit von hoher Bedeutung. Darüber hinaus liegt das Ziel in der Sicherstellung ausreichender Stoff-, Wärme- und Ladungstransporteigenschaften. Diese müssen vor dem Hintergrund dynamischer Betriebsstrategien untersucht werden. Hierzu führen Sie neben konstruktiven auch experimentelle Arbeiten durch. Die von Ihnen konstruierten Elektrolyseure sollen anschließend auf die Funktionstüchtigkeit der gefügten Teile getestet werden. Ihre Aufgaben im Einzelnen:
- Entwicklung und CAD-Konstruktion von Bauteilen für die AEM- und PEM-Wasserelektrolyse
- Simulation der Mechanik und des Stofftransports gefügter Bipolarplatten
- Durchführung von Experimenten zur Ermittlung thermo-mechanischer Eigenschaften
- Untersuchung der chemischen Beständigkeit eingesetzter Materialien unter realen Betriebsbedingungen
- Einsatz von Computertomographie und anderen hochauflösenden Verfahren zur Untersuchung des Gefüges hinsichtlich seiner strukturellen Eigenschaften
- Durchführung und Auswertung von elektrochemischen Untersuchungen an Einzelzellen und Short-Stacks
- Analyse von Scale-up-Effekten bei der Vergrößerung von aktiver Zellfläche und Zellenzahl
- Publikation und Präsentation Ihrer Ergebnisse in einschlägigen wissenschaftlichen Journalen und auf nationalen und internationalen Konferenzen
- Abstimmung mit internen und externen Projektpartner:innen aus Industrie und Forschung
- Präsentation Ihrer Ergebnisse bei Projekttreffen
- Betreuung von Studierenden
- Ein mindestens mit der Gesamtnote „gut“ abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master) im Bereich Maschinenbau, Verfahrenstechnik oder Physik bzw. eines verwandten Fachgebiets
- Erfahrung in der Auslegung und Konstruktion von Bauteilen
- Erfahrung in der Modellierung mechanischer Systeme
- Hohe Bereitschaft zu experimentellem Arbeiten
- Kenntnisse im Bereich der AEM- und PEM-Technologie wünschenswert
- Praktische Erfahrung im Bereich von Testständen und im Labor vorteilhaft
- Analytisches Denken, selbstständige Arbeitsweise, Teamfähigkeit und die Fähigkeit zur interdisziplinären Zusammenarbeit
- Gute Kenntnisse in Deutsch und Englisch in Wort und Schrift
Wir arbeiten an hochaktuellen gesellschaftlich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir unterstützen Sie in Ihrer Arbeit durch:
- Die Möglichkeit, in einem der größten Forschungszentren Deutschlands mit exzellenter wissenschaftlicher Ausstattung auf einem grünen Campus in der Nähe der Städte Köln, Düsseldorf und Aachen zu arbeiten
- Mitarbeit an wegweisenden Projekten im Bereich Wasserstofftechnologie
- Flexible Arbeitszeiten und eine leistungsgerechte Vergütung
- Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
- Möglichkeit zur Teilnahme an (internationalen) Konferenzen und Projekttreffen
- Kontinuierliche fachliche Betreuung durch Ihre:n wissenschaftliche:n Betreuer:in
- Optimale Voraussetzungen zur Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben sowie eine familienbewusste Unternehmenspolitik
- 30 Tage Urlaub (in Abhängigkeit vom gewählten Arbeitszeitmodell) sowie alle Brückentage und zwischen Weihnachten und Neujahr immer dienstfrei
- Die Möglichkeit zum (orts-)flexiblen Arbeiten, z. B. im Homeoffice
- Weiterentwicklung Ihrer persönlichen Stärken, z. B. durch ein umfangreiches Trainingsangebot; ein strukturiertes Programm mit Weiterbildungs- und Vernetzungsangeboten speziell für Promovierende über JuDocS, das Jülich Center for Doctoral Researchers and Supervisors: fz-juelich.de/en/judocs
Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: go.fzj.de/Benefits.
Die Position ist auf drei Jahre befristet. Die Vergütung erfolgt analog der Entgeltgruppe 13 (75 %) des Tarifvertrags für den öffentlichen Dienst (TVöD-Bund) zuzüglich 60 % eines Monatsgehaltes als Sonderzahlung („Weihnachtsgeld“). Alle Informationen zum TVöD-Bund finden Sie auf der Seite des BMI: go.fzj.de/bmi.tvoed. Die monatlichen Entgelte in Euro entnehmen Sie bitte dort der Seite 66 des PDF-Downloads. Informationen zur Promotion im Forschungszentrum Jülich inklusive der Standorte finden Sie hier: go.fzj.de/Promotion.
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