Doktorand (w/m/d) für die Entwicklung (Modellierung/Simulation) eines Reaktor-Designs für Sauerstoffmembranen
Forschungszentrum Jülich

Doktorand (w/m/d) für die Entwicklung (Modellierung/Simulation) eines Reaktor-Designs für Sauerstoffmembranen

  • PhD / Postdoc / Thesis (From 25 to 36 months)
  • Jülich (Germany)
  • Published on September 13 2021
Sie möchten durch Ihre ingenieurtechnischen Fähigkeiten einen wirksamen Beitrag zur Lösung der großen gesellschaftlichen Herausforderungen, z.B. in den Bereichen Information, Energie und Bioökonomie leisten? Dann sind Sie im Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik - Engineering und Technologie (ZEA-1) - genau richtig. Denn hier konzipieren, entwickeln und fertigen Sie u.a. wissenschaftlich-technische Geräte, Anlagen und Verfahren, für die es technisch oder kommerziell bislang noch keine Lösung gibt und die auf dem Markt nicht erhältich sind.

Verstärken Sie diesen Bereich als

Doktorand (w/m/d) für die Entwicklung (Modellierung/Simulation) eines Reaktor-Designs für Sauerstoffmembranen

Ihre Aufgaben:

Am Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik - Engineering und Technologie (ZEA-1) arbeiten wir an hochaktuellen Themen rund um die Energiewende. Die Energiewende sieht den Ausbau und die Nutzung der Erneuerbaren Energien vor. Die notwendige Dekarbonisierung aus Klimaschutzgründen bedarf die Umstellung des gesamten Energieversorgungssystems auf 100 Prozent erneuerbare Energien. Wegen der Fluktuation bestimmter erneuerbarer Energien und zur Versorgung des Wärme- und Mobilitätssektors sind Power-to-X-Technologien erforderlich.
Synthetische Kraftstoffe oder Chemikalien, wie Synthesegas sind mögliche Lösungen, um Verbrennungskraftwerke und -motoren oder industrielle Anlagen klimaschonend zu betreiben. Darüber hinaus sind sie als Speicher für die Energiewende geeignet. Die neue Technologie macht es möglich, synthetische Chemikalien und Kraftstoffe direkt in einem Schritt herzustellen. Kernelement ist eine keramische Membran, die für Wasserstoff- und Sauerstoffionen durchlässig ist. An ihren Oberflächen befinden sich Katalysator-Schichten, die den Ablauf der gewünschten Umwandlungsreaktionen vorantreiben.
Im Rahmen des Projektes soll ein Membranreaktor entwickelt werden, der diese neue Technologie umsetzt. Hierzu müssen die keramischen Membranen in ein Gehäuse integriert werden, welches die chemischen Reaktionen, die thermischen und strömungsmechanischen Aspekte sowie die eingesetzten Materialien und Fügetechniken berücksichtigt und für eine spätere Industrialisierung geeignet ist.

Ihre Aufgaben im Detail:

  • Design-Entwicklung und Auslegung eines Membranreaktors anhand der Betriebsparameter und unter Berücksichtigung der Materialpartner und Fügetechnologien
  • Untersuchungen im Bereich der Arbeiten zu Materialien, Betriebs- und Systemauslegung sowie der Membranentwicklung
  • Durchführung und Auswertung von CFD und FEM Simulationen, Bewertung der Ergebnisse und Ableitung von Maßnahmen für eine Designoptimierung
  • Mitwirkung an Projektanträgen (national/international)
  • Veröffentlichung und Diskussion der wissenschaftlichen Ergebnisse in Fachpublikationen sowie bei in- und externen Fachtagungen
Ihr Profil:

  • Erfolgreich abgeschlossenes technisches oder wissenschaftliches Hochschulstudium (Master) der Fachrichtung allgemeiner Maschinenbau oder Physik
  • Sehr gute Kenntnisse in der Strömungsmechanik und der technischen Mechanik
  • Kenntnisse im Bereich der Strömungssimulation mittels CFD (bevorzugt Fluent, CFX)
  • Kenntnisse im Bereich der Finite-Elemente-Methode (FEM)
  • Programmierkenntnisse in C
  • Gute EDV-Kenntnisse gängiger Datenanalyse-Software
  • Sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift
  • Hervorragende Kommunikations- und Teamfähigkeit
  • Motivierte und selbstständige Arbeitsweise
Unser Angebot:

Wir arbeiten an hochaktuellen gesellschaftlich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir unterstützen Sie in Ihrer Arbeit durch:

  • Eine hochmotivierte Arbeitsgruppe sowie ein internationales und interdisziplinäres Arbeitsumfeld in einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa
  • Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
  • Möglichkeit zur Teilnahme an (internationalen) Konferenzen und Projekttreffen
  • Kontinuierliche fachliche Betreuung durch Ihre/n wissenschaftliche/n Betreuer/in
  • Betreuung Ihrer Dissertation durch den ZEA-1-Institutsdirektor, Herrn Professor Natour, Lehrstuhl an der Fakultät für Maschinenwesen der RWTH Aachen
  • Ein strukturiertes Promotionsprogramm für Sie und Ihre Betreuenden mit einem umfassenden Weiterbildungs- und Vernetzungsangebot über die Doktorandenplattform JuDocs https://www.fz-juelich.de/judocs

Die Position ist zunächst auf 3 Jahre befristet. Die Vergütung erfolgt analog der Entgeltgruppe 13 (50%) des Tarifvertrags des öffentlichen Dienstes (TVöD-Bund) und zusätzlich 60 % eines Monatsgehaltes als Sonderzahlung ("Weihnachtsgeld"). Eine über die Grundvergütung hinausgehende Vergütung ist ggf. möglich. Informationen zur Promotion im Forschungszentrum Jülich inklusive der Standorte finden Sie hier http://www.fz-juelich.de/gp/Karriere_Docs

Das Forschungszentrum Jülich fördert Chancengerechtigkeit und Vielfalt.
Bewerbungen schwerbehinderter Menschen sind uns willkommen.