Das DLR-Institut für Future Fuels entwickelt Materialien, Komponenten und Prozesse für solarchemische Anwendungen. Dazu werden experimentelle und numerische Methoden eingesetzt. Das Institut verfügt über große Erfahrung im Bereich der Hochtemperaturbehandlung von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen. Die Erfahrungen mit dieser Technologie wurden auch in großem Umfang für experimentelle Machbarkeitsstudien zur solaren thermochemischen Erzeugung von Brennstoffen und Chemikalien in nationalen und internationalen Projekten genutzt.
Möchtest du einen aktiven Beitrag für eine nachhaltige Zukunft leisten? Dann bist du bei uns am richtigen Ort!
In einer Welt, in der die Dringlichkeit der Eindämmung des Klimawandels noch nie so offensichtlich war, steht der Weg hin zu einer klimaneutralen Wirtschaft und Gesellschaft als einer der tiefgreifendsten und drängendsten Herausforderungen unserer Zeit. Dazu gehört die grundlegende Transformation wichtiger industrieller Prozesse, insbesondere in der chemischen Industrie. Die Substitution von Brennstoffen und Chemikalien, welche zurzeit aus fossilen Ressourcen gewonnen werden, durch nachhaltige Alternativen stellt einen entscheidenden Hebel dazu dar, insbesondere im Zusammenhang der Herstellung von Massenprodukten wie Wasserstoff, Flugbenzin, Methanol oder Ammoniak, letzteres auch als Ausgangsstoff für die Düngemittelherstellung. Hier kommen thermochemische Kreisprozesse ins Spiel.
Thermochemische Kreisprozesse sind Hochtemperaturprozesse zur Erzeugung von Wasserstoff oder Vorprodukten der Herstellung von synthetischen Brennstoffen oder Ammoniak. Ihre technische Umsetzung wird häufig durch die sehr hohen notwendigen Reaktionstemperaturen oder unvorteilhafte Lage der chemischen Gleichgewichte erschwert. Abhilfe kann in diesem Kontext die zusätzliche Nutzung eines elektrischen Potenzials schaffen, um die Triebkraft der Reaktionen so zu verändern, dass unter milderen Reaktionsbedingungen gearbeitet werden kann. Dieses neuartige hybride Konzept der elektro-thermochemischen Kreisprozesse ist Kern dieser Doktorarbeit. Die Einkopplung der Reaktionswärme erfolgt mittels Nutzung von konzentrierender Solarstrahlung, so dass durch Kopplung mit günstigen thermischen Energiespeichern in der Endanwendung hohe Volllaststundenzahlen erreicht werden. Im Rahmen der Promotion wird ein Labor-Teststand für einen exemplarischen elektro-thermischen Prozess entwickelt und unter relevanten Bedingungen getestet.
Das erwartet dich
- Sichtung, Priorisierung und Auswahl der notwendigen Funktionsmaterialien sowie Festlegungen des exemplarischen Zielprodukts
- Festlegung der Betriebsparameter für den hybriden elektro-thermochemischen Prozess basierend auf thermodynamischen und kinetischen Berechnungen
- Design des elektro-thermochemischen Reaktors und Komponentenplanung
- Numerische Modellierung des Reaktorkonzepts zur elektrischen und thermischen Auslegung und zur Konzipierung der Betriebsstrategie
- Systematische Experimentierreihen zur Validierung des Modells sowie zur Bewertung der generellen Machbarkeit und Skalierbarkeit der Technologie
- Dokumentation, Publikation und Präsentation von wissenschaftlich-technischen Ergebnissen
Das bringst du mit
- abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master/Uni Diplom) in Physik, Chemie, Elektrochemie, Chemieingenieurwesen, Verfahrenstechnik oder andere für die Tätigkeit relevanten Studiengänge
- Erfahrung in experimentellen Arbeiten sowie mit Versuchsplanung und Reaktor- bzw. Zelldesign
- Fortgeschrittene Kenntnisse in Elektrochemie, Wärme- und Stoffübertragung, Thermodynamik, Reaktionskinetik
- Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
- Gute Kommunikationsfähigkeiten
- Fließende englische Sprachkenntnisse
Das DLR bietet dir die Möglichkeit, dich im Rahmen des DLR-Graduiertenprogramms durch die Teilnahme an Weiterbildungsmaßnahmen fortzubilden. Flexible Arbeitszeiten ermöglichen dir die Vereinbarkeit von Beruf und Familie und wir geben dir den Freiraum, den du zur Erfüllung deiner Aufgaben benötigst.
Du wirst Teil eines interdisziplinären und internationalen Teams von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus unterschiedlichen Bereichen des Ingenieurwesens, der Physik, Chemie und Materialwissenschaften. Die Arbeitsgruppe verfügt über Fachleute sowohl für die Modellierung als auch für die experimentelle Demonstration, die dich gerne unterstützen werden.
Wir freuen uns darauf, dich kennenzulernen!
Fragen zu dieser Position (Kennziffer 517) beantwortet dir gerne:
Martin Roeb
Tel.: +49 2203 601 2673