Jobs & Karriere

Das Institut für Solarforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt Konzepte und Technologien zur Herstellung von Wasserstoff als CO2-freien Kraft- und Brennstoff. Einen Schwerpunkt bildet dabei die Entwicklung von Verfahren und Komponenten für die Einkopplung von konzentrierter Sonnenstrahlung in Prozesse zur Wasserspaltung.

Die direkte thermische Spaltung von Wasser zur Erzeugung von Wasserstoff ist aufgrund der dazu notwendigen Temperaturen von weit über 2000 °C in absehbarer Zukunft technisch nicht zu realisieren. Das notwendige Temperaturniveau lässt sich allerdings durch Anwendung mehrstufiger Reaktionsfolgen – sogenannter thermochemischer Kreisprozesse – deutlich absenken. Einer dieser Kreisprozesse mit großem Potential hinsichtlich Wirkungsgrad und großtechnischer Realisierbarkeit ist der Schwefelsäure-Hybrid-Kreisprozess. Die Spaltung von Schwefelsäure ist dabei ein entscheidender Reaktionsschritt, der unter Energieaufnahme bei ca. 850 °C betrieben wird. Das DLR hat in den letzten Jahren eine Reaktortechnologie entwickelt, um die Schwefelsäurespaltung mittels hochkonzentrierter Solarstrahlung durchzuführen. Im nächsten Entwicklungsschritt wird im Rahmen eines europäischen Forschungsprojekts eine Pilotanlage dieses Konzepts auf dem Solarturm in Jülich errichtet werden. Als weitere Projektaufgabe wird das DLR den Schwefelsäure-Hybrid-Prozess zur solaren Wasserstoffherstellung aus technischer und ökonomischer Sicht untersuchen und bewerten.

Im Rahmen der Doktorarbeit sollen Sie folgende Aspekte des Projekts bearbeiten:

• Simulation einer industriellen Solaranlage zur Wasserstofferzeugung mittels Schwefelsäure-Hybrid-Prozess
• Dynamische Modellierung des Pilotreaktors durch Anpassung und Erweiterung eines vorliegenden Modells
• Simulation des Spiegelfeldes zur Konzentration der Solarstrahlung mit einer internen Software zur Strahlverfolgung
• Vergleich des Reaktormodells mit experimentellen Daten der Versuchsanlage und Anpassung der Betriebsparameter
• Einbindung von Reaktormodell und Solarfeldsimulation in die Gesamtprozesssimulation
• Entwicklung von Betriebsstrategien und Optimierung des Prozesses unter Anwendung der Simulation