Doktorand:in – Konstruktion und Charakterisierung von Bipolarplatten und Dichtsystemen für PEM- und AEM-Wasserelektrolyseure (w/m/d)Full PhD

Working Language
German
Location
Jülich
Application Deadline
31 Mar 2025
Starting Date
as soon as possible

Overview

Open Positions

1

Time Span

as soon as possible for 3 years

Application Deadline

31 Mar 2025

Financing

yes

Type of Position

Full PhD

Working Language

German

Required Degree

Master

Areas of study

Physics, Mechanical Engineering, Process Technology

Description

Description

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)
 

Ihre Aufgaben:
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
     

Ihr Profil:

  • 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
     

Unser Angebot:
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: https://www.fz-juelich.de/en/judocs
     

Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: https://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: https://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: https://go.fzj.de/Promotion.

Wir freuen uns über Bewerbungen von Menschen mit viel­fältigen Hinter­gründen, z. B. hinsichtlich Alter, Geschlecht, Behinderung, sexueller Orientierung / Identität sowie sozialer, ethnischer und religiöser Herkunft. Ein chancen­gerechtes, diverses und inklusives Arbeits­umfeld, in dem alle ihre Potenziale verwirk­lichen können, ist uns wichtig.

Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung. Die Position ist bis zur erfolgreichen Besetzung ausgeschrieben. Bitte bewerben Sie sich daher möglichst zeitnah über unser Online-Bewerbungsportal.

Kontaktformular:

Falls Ihre Fragen bisher nicht über unsere FAQs beantwortet werden konnten, schicken Sie uns gerne eine Nachricht über unser Kontaktformular.

Bitte beachten Sie, dass aus technischen Gründen keine Bewerbungen per E-Mail angenommen werden können.

www.fz-juelich.de

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