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Masterarbeit (w/m/d) - Hydrodynamische Instabilitäten in ratenfähigen Lithium-Schwefel-Zellen
Stellenbeschreibung
Kennziffer:  2509
Arbeitsort:  Ulm
Eintrittsdatum:  01.10.2025
Karrierestufe:  Studien- & Abschlussarbeit, Studentische Tätigkeit
Beschäftigungsgrad:  Teilzeit
Dauer der Beschäftigung:  6 Monate

Vergütung: Die Vergütung erfolgt gemäß der jeweils geltenden Tarifverträge des öffentlichen Dienstes (Bund).

Steige ein in die faszinierende Welt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), um mit Forschung und Innovation die Zukunft mitzugestalten! Mit dem Know-how und der Neugier unserer 11.000 Mitarbeitenden aus 100 Nationen sowie unserer einzigartigen Infrastruktur bieten wir ein spannendes und inspirierendes Arbeitsumfeld. Gemeinsam entwickeln wir nachhaltige Technologien und tragen so zur Lösung globaler Herausforderungen bei. Möchtest du diese große Zukunftsaufgabe mit uns zusammen angehen? Dann ist dein Platz bei uns!

Das Institut für Technische Thermodynamik des DLR mit Forschungsstätten in Stuttgart, Ulm, Köln-Porz, Oldenburg und Hamburg forscht mit über 270 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern auf dem Gebiet effizienter und ressourcenschonender Energiespeicher und Energiewandlungstechnologien. 

 

Das erwartet dich

In der Abteilung Computergestützte Elektrochemie werden mathematische Modelle der chemischen und physikalischen Prozesse in Batterien entwickelt, um diese mittels numerischer Simulationen zu erforschen. Hieraus sollen detaillierte Einblicke in die komplexen Multiskalenprozesse gewonnen werden, die die Optimierung des Designs hinsichtlich Leistung und Lebensdauer erlauben.

 

Im Rahmen dieser Masterarbeit stehen Next-Gen Lithium-Schwefel-Zellen mit sulfuriertem Polyacrylnitril (SPAN) als neuartigem Kathodenmaterial im Fokus. Verglichen mit herkömmlichen Lithium-Schwefel-Zellen ist dieses System zwar ratenfähig und somit für Luft- und Raumfahrtanwendungen geeignet, neigt dann allerdings wieder zu dendritischen Alterserscheinungen an der Lithiumanode. Letzteres könnte mit der Entwicklung hydrodynamischer Instabilitäten, die zu chaotischer Elektrokonvektion führen, in Verbindung stehen.

 

Ob Elektrokonvektion für höhere Ströme relevant wird, soll in dieser Arbeit evaluiert werden. Hierfür ist ein entsprechendes detailliertes Zoom-In-Modell im Python Löser Firedrake zu implementieren. Die Arbeit bietet Potential, Pionierarbeit in Kontext der Stabilität von Lithium-Schwefel-Batterien zu leisten, und stellt somit einen wichtigen Beitrag zur Etablierung des Systems in kommerziellen Anwendungen dar.

 

Deine Aufgaben

  • Literaturstudie zu Elektrokonvektion
  • Auswahl, Implementierung und Evaluation eines geeigneten Modellansatzes
  • Durchführung von Simulationsstudien unter Berücksichtigung realistischer Zellbedingungen
  • Untersuchung des Einflusses gekrümmter Oberflächen auf Elektrokonvektion
  • Dokumentation der Arbeit

 

Das bringst du mit

  • Transportprozessen & Turbulenz
  • numerische Methoden
  • Python Programmierung

Das bieten wir dir

Das DLR steht für Vielfalt, Wertschätzung und Gleichstellung aller Menschen. Wir fördern eigenverantwortliches Arbeiten und die individuelle Weiterentwicklung unserer Mitarbeitenden im persönlichen und beruflichen Umfeld. Dafür stehen dir unsere zahlreichen Fort- und Weiterbildungsmöglichkeiten zur Verfügung. Chancengerechtigkeit ist uns ein besonderes Anliegen, wir möchten daher insbesondere den Anteil von Frauen in der Wissenschaft und Führung erhöhen. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

Wir freuen uns darauf, dich kennenzulernen!

 

Fragen zu dieser Position (Kennziffer 2509) beantwortet dir gerne: 

 

Timo Danner 
Tel.: +49 711 6862 8218