Die Vision des DLR-Instituts für Future Fuels ist es, technologische Lösungen zu entwickeln, die im Sonnengürtel der Erde eine kostengünstige Produktion von Kraftstoffen, Wasserstoff oder auch chemischen Grundstoffen wie Zement im industriellen Maßstab ermöglichen. Dazu nutzen wir am Institut unsere einzigartige Infrastruktur, in der konzentrierte Solarstrahlung den Wärmebedarf von Hochtemperaturprozessen bei Temperaturen bis weit über 1000 °C deckt.
Das erwartet dich
Hast du eine Leidenschaft für Nachhaltigkeit und interessierst du dich für ein System, das konzentrierte Solarstrahlung und Co-Elektrolyse zur Herstellung vielversprechender grüner Kraftstoffe kombiniert? Bei der Co-Elektrolyse handelt es sich um eine Festoxid-Elektrolysezelle, die bei hohen Temperaturen arbeitet und Wasserdampf und Kohlendioxid spaltet, um Synthesegas (einem Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid) zu erzeugen. Das Synthesegas kann über die Fischer-Tropsch-Synthese zur Herstellung von Kohlenwasserstoff- basierten Brennstoffen oder anderen hochwertigen Chemikalien verwendet werden. Nimm an einem innovativen Projekt teil, das diese Technologiekombination demonstriert!
Dieses Projekt zielt darauf ab, die praktische Kombination eines konzentrierten Solarprozesses und der Co-Elektrolyse in einer Größenordnung von 3-5 kWel für die Bereitstellung von Synthesegas (Kohlenmonoxid und Wasserstoff) zu demonstrieren, das die Grundlage für nachhaltige Kraftstoffe bilden kann. Unser Team hat bereits den solaren Prozessteil demonstriert: Ein solarer Cavity-Receiver, der Hochtemperaturdampf bei 810 °C für die Wasserstofferzeugung durch eine Festoxid-Elektrolysezelle liefert, wurde getestet. Deine Arbeit wird entscheidend dazu beitragen, das bestehende validierte numerische Modell des solaren Hohlraumreceivers für die Kopplung mit der Co-Elektrolyse zu erweitern.
Deine Aufgaben
- Literaturrecherche zum Verständnis der numerischen Berechnungsmethoden für das Wärmeübertragungsverhalten von Gasmischungen (Dampf und Kohlendioxid) in einem Metallrohr
- Entwicklung eines Wärmeübertragungsmodells für Gasgemische, das in das bestehende, validierte numerische Modell des solaren Cavity-Receivers integriert werden kann
- Analyse des Wärmeübertragungsverhaltens unter verschiedenen Bedingungen (z. B. gleichmäßige und ungleichmäßige Wärmestromverteilung, gerade und spiralförmige Metallrohre, inert und reaktiv Spezies). Die Zieltemperatur des Gasgemisches beträgt 825 ℃ oder mehr
- Durchführung von Parameterstudien, z. B. für verschiedene molare Verhältnisse von Wasserdampf und Kohlendioxid
- Vergleich des Betriebs des Solarreceivers bei Gasgemischen und einem einzelnen Gasstrom
Das bringst du mit
- aktuell eingeschrieben in einem Studiengang der Ingenieurswissenschaften, z. B. Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Energietechnik
- gute Kenntnisse der thermischen Fluiddynamik
- grundlegende Erfahrung mit Software für Finite-Elemente-Methode (z. B. Ansys Mechanical) und/oder Software für numerische Strömungsmechanik (z. B. ANSYS fluent, OpenFOAM)
- fließende englische Sprachkenntnisse
Wir freuen uns darauf, dich kennenzulernen!
Fragen zu dieser Position (Kennziffer 1252) beantwortet dir gerne:
Yasuki Kadohiro
Tel.: 02203 601 1104