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Promotion

Experimentelle und theoretische Bewertung der CO2-Abscheidung mit solar-thermochemischen Kreisprozessen

Beginn

1. September 2018

Dauer

zunächst befristet auf 3 Jahre

Vergütung

Entgeltgruppe 13 TVöD

Beschäftigungsgrad

Teilzeit

"Spitzenforschung braucht auf allen Ebenen exzellente Köpfe - besonders noch mehr weibliche! Starten Sie bei uns, wir freuen uns auf Ihre Bewerbung" Ihre Prof. Dr. Pascale Ehrenfreund - Vorsitzende des Vorstands

Ihre Mission:

Die Promotionsarbeit beschäftigt sich mit der CO2-Abscheidung in Verbrennungsgasen durch ein solar betriebenes „Calziumoxid-Looping“. Auf diese Weise kann Solarenergie speicher- und transportfähig gemacht und gleichzeitig CO2 in Industrieanlagen abgeschieden werden. Das durch konzentrierte Solarstrahlung produzierte Calziumoxid (CaO) wird als CO2 Sorptionsmittel verwendet, um CO2 aus Verbrennungsgasen abzuscheiden, die in Zementwerken, Kraftwerken oder sonstigen Industrieanlagen anfallen. Die Promotionsarbeit soll den gesamten, aus zwei Schritten bestehenden CaO-loop im Labormaßstab demonstrieren. Im ersten (Hochtemperatur- ) Schritt wird zunächst in einer endothermen Reaktion Kalkstein in Kalk umgewandelt (Kalzinierung). Im zweiten Schritt findet die exotherme Umkehrreaktion statt (Karbonisierung) und aus Kalk entsteht wieder Kalkstein.

Das Promotionsthema deckt die verschiedenen Bereiche dieses Prozesses ab. Zunächst wird eine genauere Untersuchung der möglichen Anwendungsgebiete durchgeführt, die sowohl eine Analyse der Verbrennungsgase enthält als auch die Standorte der Anlagen berücksichtigt. Anschließend werden geeignete Betriebsbedingungen ermittelt und Werkstoffe gesucht, die eine verbesserte Zyklierfähigkeit aufweisen.

Die Schlüsselkomponente ist der Reaktor, in den die konzentrierte Solarstrahlung eingekoppelt wird. Dieser ist als Drehrohreaktor ausgeführt, in dem die Partikel direkt solar erhitzt werden. Er wurde bislang offen betrieben und eine der konstruktiven Herausforderungen der Arbeit ist es, diesen derart weiterzuentwickeln, dass ein gasdichter Betrieb in reiner CO2-Atmosphäre möglich ist. Dies ist z.B. durch den Einbau eines Glaselements möglich, wobei Ablagerungen auf der Innenseite der Scheibe zu vermeiden sind. Zur Lösung dieser konstruktiven Aufgabe wird ein numerischer Ansatz vorgeschlagen, der experimentell in mehreren Reaktorvariationen validiert wird. Abschließend soll die entwickelte Technologie im Hinblick auf eine mögliche Hochskalierung bewertet werden und Vorschläge für Anlagenvarianten im MW-Bereich unterbreitet werden.

Die Arbeit ist in ein aktuelles Forschungsprojekt eingebunden. Die Doktorandin oder der Doktorand ist voll in das Projektteam, das aus Ingenieurinnen und Ingenieuren, Werkstoffwissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern sowie Verfahrensexpertinnen und -experten besteht, eingebunden.

Ihre Qualifikation:

  • Master/Diplom Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Chemieingenieur o.ä.
  • CAD Kenntnisse (Autodesk Inventor 2010) wünschenswert
  • Erfahrung im Umgang mit Werkzeugen der CFD-Simulation (z.B. Ansys) von Vorteil
  • Erfahrung im experimentellen Arbeiten erwünscht
  • Fähigkeit zu strukturiertem, selbständigem und teamorientierten Arbeiten
  • gute Kommunikationsfähigkeit (mündlich, schriftlich)
  • gute Sprachkenntnisse (fließend Deutsch, Englisch)

Ihr Start:

Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert. Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können. Vereinbarkeit von Privatleben, Familie und Beruf sowie Chancengleichheit von Frauen und Männern sind wichtiger Bestandteil unserer Personalpolitik. Schwerbehinderte Bewerberinnen und Bewerber bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

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Fachliche/r Ansprechpartner/in

Dr.-Ing. Thomas Fend
Tel.: +49 22 036012-101

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Dr. Stefania Tescari
Institut für Solarforschung

Tel.: +49 2203 601-2402

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