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Promotion

Entwicklung einer thermochemischen Sauerstoffpumpe für die solare Wasserstofferzeugung

Beginn

1. August 2022

Dauer

3 Jahre

Vergütung

Entgeltgruppe 13 TVöD

Beschäftigungsgrad

Teilzeit

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

Die Erzeugung von grünem Wasserstoff ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer klimaneutralen Wirtschaft und Gesellschaft. Mehrere auf der Solarthermie basierende Ansätze können im Sonnengürtel unserer Welt zur Erzeugung von grünem Wasserstoff beitragen. Unter ihnen bieten der zweistufige thermochemische Redoxzyklus und die Membrantechnologie Möglichkeiten zur Wasserspaltung mit theoretisch hohen Wirkungsgraden. Beim zweistufigen thermochemischen Redoxzyklus wird im ersten Schritt ein Metalloxid durch Wasser oxidiert und produziert dabei Wasserstoff. Im zweiten Schritt wird das oxidierte Metalloxid bei hohen Temperaturen reduziert und ist dadurch wieder zur Wasserspaltung bereit. Im Gegensatz dazu kann mit der Membrantechnologie kontinuierlich Wasserstoff produziert werden, indem ein konstantes Sauerstoffkonzentrationsgefälle über eine Membran als Triebkraft für die Wasserspaltung genutzt wird. Beide Verfahren zur Wasserstoffproduktion ziehen erheblichen Nutzen aus einer niedrigen Sauerstoffkonzentration in bestimmten Reaktorbereichen oder während bestimmter Reaktionsschritte.

Eine neu aufkommende Methode zur effizienten Erreichung niedriger Sauerstoffpartialdrücke ist die thermochemische Sauerstoffpumpe. Diese Pumpe wendet einen weiteren Redoxzyklus an, bei dem das Metalloxid erstens Sauerstoff bei niedrigen Partialdrücken durch Oxidation aufnimmt und zweitens den aufgenommenen Sauerstoff bei höheren Drücken durch Erhöhung der Temperatur wieder abgibt. Sie kann also allein mit z.B. Solarwärme betrieben werden und benötigt keine elektrische Energiezufuhr, was die Kopplung mit einer solarthermisch basierten Wasserstofferzeugung erleichtert.

Ihre Aufgaben während des Promotionsstudiums sind:

  • Auslegung und Bau einer thermochemischen Sauerstoffpumpe für den semi-kontinuierlichen Betrieb
  • Durchführung von Experimenten mit der thermochemischen Sauerstoffpumpe als Einzelgerät und in Verbindung mit einem Reaktoraufbau zur Wasserstofferzeugung
  • numerische Untersuchung von Grundprinzipien für den Transport von Sauerstoff aus dem angeschlossenen Reaktoraufbau zur thermochemischen Sauerstoffpumpe
  • energetische Optimierung und Bestimmung des Potentials der Pumpe

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 Arbeitsgruppe verfügt über Fachleute sowohl für die Modellierung als auch für die experimentelle Demonstration einer thermochemischen Sauerstoffpumpe, die Sie gerne unterstützen werden.

Ihre Qualifikation:

  • Hochschulabschluss (Master) in Maschinenbau, Chemieingenieurwesen, Physik oder ähnlichem
  • Erfahrung in der experimentellen Arbeit mit Themen wie Versuchsplanung und Reaktordesign
  • fortgeschrittene Kenntnisse in Wärme- und Stoffübertragung, Thermodynamik, Reaktionskinetik
  • Erfahrung mit der numerischen Simulation von Wärme- und Stoffübergang wäre ein Plus
  • selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
  • gute Kommunikationsfähigkeiten
  • fließende englische Sprachkenntnisse (Deutsch ist ein Plus)

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 Personen aller Geschlechter (w/m/d) sind wichtiger Bestandteil unserer Personalpolitik. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

  • Jetzt online bewerben
  • Sie können sich diese Stellenanzeige per E-Mail zusenden und Ihre Bewerbung am stationären Computer oder Laptop erstellen.

    Wir benötigen Ihre digitalen Bewerbungsunterlagen (PDF). Die Übermittlung wird von einigen Mobilgeräten nicht standardmäßig unterstützt. Bitte erstellen Sie Ihre Bewerbung an einem PC/Laptop.

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Fachliche/r Ansprechpartner/in

Nicole Neumann
Institut für Future Fuels

Tel.: +49 2203 6012693

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