Das Institute of Energy Technologies – Grundlagen der Elektrochemie (IET-1) beschäftigt sich mit den wissenschaftlichen Grundlagen der Entwicklung leistungs­starker und ressourcen­effizienter Materialien und Komponenten zur elektro­chemischen Energie­speicherung und Energie­wandlung. Ziel der Forschungs- und Entwicklungs­arbeiten sind kosten­günstige Batterien, Brennstoff­zellen und Elektrolyseure mit verbesserter Energie- und Leistungsdichte, längerer Lebensdauer und maximaler Sicherheit! Diese Schlüssel­technologien tragen dazu bei, die Energiewende und den Struktur­wandel im Rheinischen Revier voranzutreiben. Nähere Infos zu unseren spannenden Projekten finden Sie unter https://go.fzj.de/iet-1.

Wir bieten Ihnen eine spannende

Masterarbeit – Untersuchung von Alterungs­phänomenen in Protonen­austausch­membran-Elektrolyseuren (PEM-Elektrolyseuren)

Die Wasserstofferzeugung durch PEM-Wasser­elektrolyse gilt als eine der viel­versprechendsten Technologien, für die Erzeugung von „grünem“ Wasserstoff. PEM-Elektrolyseure befinden sich derzeit in der Anfangsphase der Industrialisierung, die durch technologische Verbesserungen hinsichtlich ihrer Leistung und Haltbarkeit beschleunigt werden kann. Um diese Faktoren bewerten zu können, ist ein längerer Betrieb unter realistischen Bedingungen über Monate bis Jahre erforderlich.

Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Simulation von Degradations­effekten über einen kurzen Zeitraum, wobei der Schwerpunkt auf beschleunigten Belastungs­tests (sogenannten „accelerated stress tests“ [ASTs]) liegt. Die Performance nach den Alterungs­tests soll anhand von verschiedenen elektrischen und physiko­chemischen Zustands­größen bewertet werden.

Ihre Aufgaben im Detail:

• Durchführung einer eingehenden Literatur­recherche zu Degradations­mechanismen in der PEM-Elektrolyse
• Bedienung, Instandhaltung und Weiter­entwicklung der Versuchs­aufbauten zur PEM-Elektrolyse
• Einführung und Bewertung physikalisch-chemischer und elektrischer Zustands­indikatoren
• Konzeption beschleunigter Belastungs­tests und Durchführung von Experimenten zur Bewertung von System­ausfall­modi
• Verknüpfung von In-situ- und Ex-situ-Versuchsergebnissen
• Berichterstattung über die Ergebnisse in Präsentationen und möglicher­weise in einer wissen­schaftlichen Publikation in einer Fach­zeitschrift

• Laufendes Masterstudium im Bereich Chemie, Chemie­ingenieur­wesen, Physik, Material­wissen­schaften, Maschinen­bau oder einer ähnlichen Fach­richtung
• Grundlegende Kenntnisse über Elektrolyseure oder Brennstoff­zellen bzw. Elektro­chemie im Allgemeinen
• Grundlegende Programmier­kenntnisse in Python von Vorteil
• Interesse an Technik, Zellbau und dem Aufbau von Prüfständen; Vorerfahrung von Vorteil
• Sehr gute Englisch­kenntnisse in Wort und Schrift; Deutsch­kenntnisse von Vorteil
• Motivation, qualitativ hochwertige Laborarbeit, Datenanalyse und Ergebnis­interpretation zu leisten

Wir arbeiten an hochaktuellen innovativen Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzu­gestalten! Wir bieten Ihnen:

• Ein hervorragendes inter­disziplinäres wissen­schaftliches Umfeld mit hoch qualifizierten Fachkräften auf einem großen Forschungs­campus im Grünen, der beste Möglichkeiten zur Vernetzung mit Kolleg:innen bietet
• Ein interessantes und gesellschaftlich relevantes Thema für Ihre Abschluss­arbeit mit zukunfts­orientierter Themenstellung
• Eine exzellente Ausstattung mit modernster Experimentier­technik und Analytik
• Teamorientierte Arbeits­atmosphäre, die Freiräume für Gestaltung und eigen­verant­wortliches Handeln lässt
• Möglichkeiten, industrie­relevantes Wissen über die Entwicklung der Batterie­chemie zu erweitern
• Einbindung der Arbeit in laufende Forschungs­projekte
• Qualifizierte Betreuung durch wissen­schaftliche Kolleg:innen
• Ideale Rahmenbedingungen für sechs Monate Praxis­erfahrung neben dem Studium

Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: https://go.fzj.de/Benefits.