Das erwartet dich

Die Forschungsgruppe "Grundlagen elektrochemischer Systeme" untersucht Brennstoffzellensysteme für luftfahrttechnische Anwendungen - sowohl experimentell im Labor als auch mithilfe simulationsgestützter Analysen. Während aktuelle Verkehrsflugzeuge konventionelle Energiewandler für den Vortrieb und die elektrische Energieversorgung nutzen, erfordert die fortschreitende Elektrifizierung der Luftfahrt alternative Antriebssysteme. Im Fokus steht die Entwicklung hochspezifischer, robuster und langlebiger Brennstoffzellensysteme, die unter extremen Umwelt- und Betriebsbedingungen zuverlässig arbeiten.
 

Deine Aufgaben

• Du konzipierst, entwickelst und optimierst PEM-Brennstoffzellensysteme einschließlich der Balance-of-Plant-Komponenten (Verdichter, Turbokompressoren, Befeuchter) für Luftfahrtanwendungen. Dabei erarbeitest du aktiv den digitalen Zwilling des Bodendemonstrators zur virtuellen Abbildung des dynamischen Systemverhaltens.
• Du erstellst und validierst Simulationsmodelle für Stacks und Gesamtsysteme in GT-SUITE, MATLAB/Simulink und Python. Ziel ist die Entwicklung eines echtzeitnahen Modells zur virtuellen Inbetriebnahme sowie die Optimierung von Regelungsstrategien (multikriteriell hinsichtlich Effizienz und Dynamik).
• Du planst, implementierst und verifizierst Steuerungs- und Regelungsssoftware für Luft-, Wasserstoff- und Thermo-Systeme. Dazu gehört die Integration von Sensor- und Aktorik-Schnittstellen (CAN, EtherCAT, PROFINET) sowie die Überführung der Regelalgorithmen vom Modell an den realen Demonstrator.
• Du definierst Messstrategien und testest Komponenten sowie Gesamtsysteme experimentell zur Validierung der Modelle. Die Auswertung von Simulations- und Messdaten dient der Ableitung neuer Optimierungspotenziale.
• Du gestaltest innovative Betriebskonzepte, die sich aus der Kombination von optimalen Betriebsbedingungen, adaptiven Steuerungs- und Regelungsstrategien sowie präzisen Überwachungsmaßnahmen ergeben.
• Deine Erkenntnisse fließen in wissenschaftliche Publikationen, technische Berichte und Konferenzbeiträge ein und tragen zur Weiterentwicklung von leistungsfähigen, langlebigen und leichtgewichtigen Brennstoffzellensystemen für die Luftfahrt bei. 

Dienstort ist Aachen-Merzbrück.
 

Das erwarten wir von dir

• Abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master / Diplom Uni) der Ingenieurwissenschaften (z.B. Fachrichtung Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, Energie-technik, Physik, Regelungstechnik) oder andere für die Tätigkeit relevanten Studiengänge. 
• Umfassende Berufserfahrung auf dem Gebiet Brennstoffzellensysteme für Anwendungen in der Luftfahrt.
• Vertiefte Kenntnisse zur Simulation und Entwicklung für Regelungen von Brennstoffzel-lensystemen insbesondere hinsichtlich der Ansteuerung von Balance-of-Plant Komponenten.
• Vertiefte Kenntnisse zur physikbasierten Modellierung von Brennstoffzellensystemen, insbesondere flüssiggekühlter PEM-Brennstoffzellen, elektrischer Turbokompressoren, Luftbefeuchtern und ihren entsprechenden Subsystemen im Anoden-, Kathoden-, Ther-mal-, und elektrischem Pfad.  
• Vertiefte Kenntnisse in der Nutzung von Simulationssoftware (GT-SUITE, Matlab-Simulink, D-Space, Python).
• Vertiefte Kenntnisse in der Integration von Sensorik und Aktorik in Steuergeräten, sowie die Nutzung entsprechender Kommunikationsprotokollen wie CAN, Ethercat, Profi-BUS, usw.
• Erfahrung im Aufbau, Anpassung und Inbetriebnahme von Brennstoffzellensystem-Testständen.