Möchten Sie einen Beitrag zu einer nachhaltigen Zukunft leisten, indem Sie die solare Wasserstofferzeugung vorantreiben? Dann sind Sie bei uns genau richtig!

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.

Für eine möglichst nachhaltige Produktion muss die Recyclingfähigkeit der Komponenten einer Produktionsanlage, z.B. einer konzentrierenden solarthermischen Anlage, bereits von Anfang an mitgedacht werden. Die Nutzung von recycelten Werkstoffen sowie die Verwertung von Bauteilen und Komponenten nach ihrer Nutzungsphase sind kritische Aspekte hin zu einer zirkulären Wirtschaft.

Das Kernthema dieser Stelle ist die Bewertung der in konzentrierenden Solarthermieanlagen vorhandenen Stoffströme für die Produktion von Energieträgern der Zukunft und die Ableitung von Handlungsempfehlungen. Dies ermöglicht eine angepasste Bauweise der Produktionsanlagen für höhere Recyclingraten und damit eine bessere Materialausnutzung und Umweltverträglichkeit. Dabei geht es insbesondere um den Vergleich verschiedener konzentrierender solarthermischer Anlagen zur Wärme- und/oder Stromerzeugung für die Produktion von grünem Wasserstoff oder Synthesegas im Hinblick auf deren Recycling. In die Bewertung werden daher neben Solartürmen und Heliostatenfeldern auch thermochemische Reaktoren oder Hochtemperatur-Elektrolyseure einbezogen, je nach Verfahren zur Herstellung von Brennstoffen.

Im Rahmen Ihrer Arbeit bewerten Sie das Recyclingpotenzial von Solaranlagen und den Einsatz kritischer Rohstoffe sowie das Potenzial zur Verringerung der Treibhausgasemissionen durch die Einführung von Recyclingwegen. Diese Ergebnisse werden mit dem Recyclingpotenzial einer PV-Solaranlage gekoppelt an einen Niedertemperatur-Elektrolyseur verglichen, was hier als Referenzsystem für die grüne Wasserstoffproduktion betrachtet wird. Die Verfolgbarkeit der verwendeten Rohstoffe bis zum Lebensende/Ende der Nutzung der Komponenten sollte bereits bei der Produktentwicklung durch Transparenz, Bewertung und Weiterentwicklung der Demontage- und Recyclingwege berücksichtigt werden. Dafür werden sie die Recyclingfähigkeit der verschiedenen Produktionsanlagen unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten bewertet und verglichen.

Inhalte Ihrer Promotion sind:

• Identifizierung der Komponenten, die im Recyclingprozess für die jeweiligen solaren Prozessrouten verwendet werden (z. B. für die grüne Wasserstoffproduktion und die Synthesegasproduktion)
• Entwicklung und die Prozessmodellierung von Recyclingrouten, welche auf erneuerbare Energien basieren, für beispielsweise kohlenstofffaserbasierte Materialien und Metalle
• techno-ökonomische Analyse und Lebenszyklusanalyse von beispielhaften Metall- und Kunststoffproduktionsprozessen unter Verwendung erneuerbarer Energieressourcen
• Vergleich der Ergebnisse mit alternativen nachhaltigen Produktionspfaden und dem konventionellen Pfad

Das DLR bietet Ihnen die Möglichkeit, sich im Rahmen des DLR-Graduiertenprogramms durch die Teilnahme an Weiterbildungsmaßnahmen fortzubilden. Flexible Arbeitszeiten ermöglichen Ihnen die Vereinbarkeit von Beruf und Familie und wir geben Ihnen den Freiraum, den Sie zur Erfüllung Ihrer Aufgaben benötigen.

Sie werden Teil eines interdisziplinären und internationalen Teams von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem Bereich des Ingenieurwesens, der Physik, Chemie und Materialwissenschaften. Die Gruppe verfügt über langjährige Erfahrung in der Prozessmodellierung und unterstützt Sie gerne bei Ihrer Arbeit.